Dünya gibisi gezegenlerde bir birinci: Atmosfer direkt tespit edildi

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Gök bilimciler, diğer bir yıldızın yaşanabilir bölgesinde bulunan kayalık bir gezegenin atmosfere sahip olduğunu birinci kere direkt doğruladı. Dünya’dan yaklaşık 48 ışık yılı uzaktaki LHS 1140 b isimli gezegenin üst atmosferinden uzaya kaçan helyum tespit edildi. Science mecmuasında yayımlanan çalışma, yaşanabilir bölgedeki kayalık gezegenlerin milyarlarca yıl boyunca atmosferlerini koruyabildiğine ait birinci açık gözlemsel delili sundu.

LHS 1140 b, Balina Takımyıldızı yönünde bulunan soğuk ve küçük bir kırmızı cüce yıldızın etrafında dönüyor. Birinci sefer 2017 yılında keşfedilen gezegen, Dünya’nın yaklaşık 1,7 katı yarıçapa ve 5,6 katı kütleye sahip. Bu ölçüler LHS 1140 b’yi muhteşem Dünya sınıfına yerleştiriyor.

Gezegen kayalık bir yapıya sahip olsa da Dünya’nın birebir gibisi değil. Gelgit kilidi altında bulunması sebebiyle daima birebir yüzünü yıldızına çeviriyor ve Dünya’dan çok daha fazla su barındırma ihtimali taşıyor.

Gezegen, yıldızının yaşanabilir bölgesinde yer alıyor. Bu bölge, uygun atmosfer şartları bulunduğunda bir gezegenin yüzeyinde sıvı suyun varlığını sürdürebileceği uzaklık aralığını söz ediyor. Fakat yaşanabilir bölgede bulunmak, gezegende sıvı su yahut ömür bulunduğunu direkt kanıtlamıyor. Yeni çalışma da LHS 1140 b’nin yüzeyinde okyanus bulunduğunu ya da gezegende hayat olduğunu doğrulamadı.

LHS 1140 b’nin atmosferi, gezegen yıldızının önünden geçerken yıldız ışığında oluşan değişimler incelenerek tespit edildi. Araştırma takımı, Şili’deki Las Campanas Gözlemevi’nde bulunan Magellan Clay Teleskobu üzerindeki Warm Infrared Echelle Spectrograph, kısa ismiyle WINERED aygıtını kullandı. Spektrograf, yıldız ışığını dalga uzunluklarına ayırarak gezegenin etrafındaki gazların bıraktığı kimyasal izlerin belirlenmesini sağladı.

Gözlemler 23 Eylül 2024 tarihinde gerçekleştirildi. Tıpkı sistemde bulunan LHS 1140 c ile LHS 1140 b, o gece arka arkaya yıldızlarının önünden geçti. LHS 1140 c’nin geçişinin sona ermesiyle LHS 1140 b’nin geçişinin başlaması arasında sırf 39 dakika vardı. İki gezegenin birebir gece bu formda gözlemlenmesine imkân veren hizalanmanın en az 50 yıl boyunca tekrarlanması beklenmiyor.

Veriler, LHS 1140 b’nin etrafında helyuma ilişkin bariz bir soğurma izi ortaya çıkardı. Tespit edilen helyum gezegenin üst atmosferinden uzaya hakikat kaçıyordu. Bir gezegenin etrafından helyum çıkışının belirlenmesi, gezegenin gazlardan oluşan bir atmosfer katmanını hâlâ koruduğunu direkt doğruluyor.

Araştırma takımı, 2024 yılındaki ölçümü denetim etmek için gezegeni 2025 yılında tekrar gözlemledi. İkinci müşahede sırasında birebir helyum izi tespit edilemedi. İki müşahede arasındaki fark, atmosferden gerçekleşen gaz kaçışının vakit içinde değiştiğini ortaya koydu. Yıldızdan gelen aşırı morötesi radyasyonun şiddeti ve üst atmosferdeki şartlar, muhakkak devirlerde daha fazla yahut daha az helyumun uzaya taşınmasına sebep olabiliyor.

2025 yılındaki sonuç sebebiyle 2024 bilgileri yine incelendi. Dünya atmosferinden kaynaklanan kirlenme, yıldızın kendi aktifliği, aygıt yanılgıları ve müşahede şartları dahil olmak üzere helyum sinyalini açıklayabilecek alternatif ihtimaller denetim edildi. İncelemeler sonunda 2024 yılında yakalanan helyum izinin LHS 1140 b’nin etrafından geldiği doğrulandı.

Atmosferin üst katmanları helyum bakımından varlıklı, hidrojen bakımından ise yoksul bir yapıya sahip. Gezegen oluştuğunda atmosferinde daha fazla hidrojen ve helyum bulunmuş olabilir. Daha hafif olan hidrojen vakit içinde uzaya daha süratli kaçarken helyum üst atmosferde daha yüksek oranda kaldı.

Karbondioksit, karbonmonoksit, moleküler oksijen ve su üzere daha ağır uçucu maddeler ise atmosferin daha alt katmanlarında tutulabilir. Mevcut müşahedeler bu gazların varlığını direkt belirlemedi.

LHS 1140 b’nin atmosferine ait iddia, müşahedelerden evvel hazırlanan gezegen evrimi modeline dayanıyordu. Model, hidrojen ve helyum bakımından güçlü olarak oluşan birtakım gezegenlerin milyarlarca yıl içinde hidrojenlerinin büyük kısmını kaybederek kayalık gezegenlere dönüşebileceğini hesapladı. Bu süreçte üst atmosferde helyum yoğunluğunun artması bekleniyordu.

Model kapsamında kütlesi, yarıçapı ve sıcaklığı ölçülmüş ötegezegenler incelendi ve helyum yüklü atmosfere sahip olabilecek 30 aday belirlendi. Tıpkı kırmızı cüce yıldızın etrafında dönen LHS 1140 b ile LHS 1140 c, müşahede için seçilen esas adaylar arasında yer aldı.

LHS 1140 c, yıldızına daha yakın bulunan, daha küçük ve daha fazla radyasyona maruz kalan kayalık bir gezegen. 2024 müşahedelerinde LHS 1140 c’nin etrafında helyum yahut öbür bir atmosfere ilişkin iz bulunamadı.

Kırmızı cüceler, Samanyolu’ndaki en yaygın yıldız çeşitleri arasında yer alıyor. Güneş’ten daha küçük ve daha soğuk olan bu yıldızlar, hayatlarının bilhassa erken periyotlarında güçlü morötesi ve iyonlaştırıcı radyasyon yayıyor. Yıldız patlamaları ve koronal kütle atımları, yakın yörüngedeki gezegenlerin atmosferlerini vakit içinde uzaya sürükleyebiliyor.

LHS 1140 yıldızının yaklaşık 6 milyar yaşında olduğu hesaplanıyor. LHS 1140 b’nin bu müddet boyunca atmosferinin en azından bir kısmını müdafaası, kırmızı cücelerin etrafındaki kayalık gezegenlerin tamamının havasız kalmadığını ortaya koydu. Gezegen günümüzde de helyum kaybediyor fakat mevcut bilgiler atmosferin bütünüyle yok olmak üzere olduğunu göstermiyor. Dünya atmosferindeki helyum da vakit içinde uzaya kaçıyor.

Daha evvel gaz devlerinin, sıcak Neptünlerin ve birtakım alt Neptün sınıfı gezegenlerin atmosferleri tespit edilmişti. Çok sıcak kayalık gezegenlerin etrafında de atmosfer bulunduğuna ait kimi bulgular elde edildi lakin bu sonuçların bir kısmı tartışmalı kaldı. LHS 1140 b ile birlikte birinci sefer hem kayalık yapıya sahip hem de yıldızının yaşanabilir bölgesinde bulunan bir gezegende belli bir atmosfer gazı direkt tespit edildi.

James Webb Uzay Teleskobu ile 2024 yılında yapılan evvelki incelemeler, LHS 1140 b’nin hidrojen bakımından güçlü bir küçük Neptün atmosferine sahip olma ihtimalini büyük ölçüde elemişti. Ölçümler, gezegenin kütlesinin yüzde 9 ila yüzde 19’unun sudan oluşabileceği bir su dünyası olabileceğini ortaya koymuştu. Birebir bilgilerde azot yüklü ve yüksek moleküler kütleli bir atmosfere ait hudutlu deliller bulunmuştu lakin o periyotta atmosfer kesin olarak doğrulanamamıştı.

Yeni helyum tespiti, gezegenin atmosfer taşıdığı konusundaki meçhullüğü ortadan kaldırırken yüzeye yakın atmosferin kimyasal yapısını şimdi açıklamıyor. Helyum sinyali, ömrün bulunabileceği alt atmosferden değil, gezegenden kaçan üst atmosfer katmanından geliyor. Yüzey basıncı, sıcaklık dağılımı, bulut yapısı, sıvı su ölçüsü ve atmosferdeki karbondioksit ile su buharı oranı sonraki müşahedelerle araştırılacak.

LHS 1140 b’nin kayalık yapısı, uygun sıcaklık aralığı ve doğrulanmış atmosferi, gezegeni yaşanabilirlik araştırmalarındaki esas gayelerden biri haline getirdi. Buna rağmen mevcut bilgilerde biyolojik faaliyete, canlı organizmalara yahut ömür tarafından üretilmiş bir kimyasal bileşene ilişkin iz bulunmuyor.