James Webb’den çığır açan keşif: Kayalık ötegezegenin atmosferi olabilir

Yeni veriler, aşırı sıcak bir “süper Dünya” olan TOI-561 b adlı gezegenin yoğun bir gaz tabakasıyla çevrili olabileceğini gösteriyor.

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu ile çalışan bilim insanları, Güneş Sistemi dışındaki kayalık bir gezegenin atmosfere sahip olduğuna dair şimdiye kadarki en net bulguları elde etti.



Veriler, aşırı sıcak bir “süper Dünya” olan TOI-561 b adlı gezegenin, yoğun bir gaz tabakasıyla çevrili olabileceğini gösteriyor. Bu atmosfer tabakasının yüzeyin tamamını kaplayan erimiş kaya okyanusunun üzerinde yer aldığı belirtiliyor.



Hakemli bilimsel dergi The Astrophysical Journal Letters’ta yayımlanan çalışmaya göre, bu atmosfer gezegenin alışılmadık derecede düşük yoğunluğunu da açıklayabilir. Bulgular, yıldızlarına çok yakın dönen görece küçük gezegenlerin atmosfer tutamayacağı yönündeki uzun süredir kabul gören görüşü de sorgulatıyor.



ULTRA KISA YÖRÜNGE



TOI-561 b, Dünya’nın yaklaşık 1,4 katı yarıçapa sahip ve yıldızının etrafındaki bir turunu 11 saatten kısa sürede tamamlıyor. Bu özelliğiyle “ultra kısa dönemli ötegezegenler” olarak bilinen nadir bir gruba giriyor. Yani bu gezegende bir yıl sadece 11 saat sürüyor.



Gezegenin ana yıldızı Güneş’ten yalnızca biraz daha küçük ve daha soğuk olmasına rağmen, TOI-561 b bu yıldıza son derece yakın bir mesafede, yaklaşık 1,6 milyon kilometre uzaklıkta dolanıyor. Bu mesafe, Merkür ile Güneş arasındaki uzaklığın yaklaşık kırkta biri. Bu kadar yakın bir yörüngede bulunan gezegenin “gelgit kilitlenmesi” yaşadığı, yani bir yüzünün sürekli yıldıza baktığı düşünülüyor. Sürekli ışınıma maruz kalan bu yüzeyde sıcaklıklar, kayaların erime noktasının çok üzerine çıkıyor.



ISI VE IŞIKTAN GELEN İPUÇLARI



Çalışmanın yazarlarından Birmingham Üniversitesi’nden Dr. Anjali Piette, SciTechDaily’ye yaptığı açıklamada gözlemleri şöyle yorumladı:



“Tüm verileri açıklayabilmek için uçucu maddelerce zengin, kalın bir atmosfere gerçekten ihtiyacımız var. Güçlü rüzgarlar, ısıyı gündüz tarafından gece tarafına taşıyarak gündüz yüzeyini soğutabilir.”



Piette’e göre su buharı gibi gazlar, yüzeyden yayılan yakın kızılötesi ışığın bazı dalga boylarını emerek teleskoba ulaşan ışık miktarını azaltabilir. Bu da gezegenin olduğundan daha soğuk görünmesine neden olur. Ayrıca yıldız ışığını yansıtarak atmosferi serinleten parlak silikat bulutlarının varlığı da ihtimaller arasında.



Araştırmacılar, gezegenin düşük yoğunluğu için bir başka olasılığı da değerlendirdi: TOI-561 b’nin görece küçük bir demir çekirdeğe ve Dünya’dakinden daha az yoğun kayalardan oluşan bir mantoya sahip olması.



OLDUĞUNDAN BÜYÜK MÜ GÖRÜNÜYOR?



Ekip, TOI-561 b’nin kalın bir atmosferle çevrili olmasının gezegeni olduğundan daha büyük gösteriyor olabileceğinden şüphelendi. Milyarlarca yıl boyunca yoğun yıldız ışınımına maruz kalan küçük gezegenlerin atmosferlerini kaybetmesi beklenirken, bazıları yalnızca çıplak kaya ya da lavdan ibaret olmadıklarına dair işaretler veriyor.



Bilim insanları, Webb teleskobunun NIRSpec (Yakın Kızılötesi Tayfölçer) cihazını kullanarak gezegenin gündüz tarafındaki sıcaklığı, yakın kızılötesi parlaklığa bakarak ölçtü. Bu yöntem, gezegen yıldızın arkasından geçerken yıldız-gezegen sisteminin parlaklığındaki düşüşün ölçülmesine dayanıyor ve daha önce TRAPPIST-1 sistemindeki gezegenlerde de kullanılmıştı.



Eğer TOI-561 b atmosferi olmayan, çıplak bir kaya olsaydı, ısının gece tarafına taşınmaması nedeniyle gündüz yüzey sıcaklığının yaklaşık 2 bin 700 derece civarında olması beklenirdi. Ancak NIRSpec gözlemleri, gündüz tarafının yaklaşık bin 800 derece olduğunu gösterdi. Bu hâlâ son derece yüksek bir sıcaklık, ancak beklenenden çok daha düşük.



Sonuçları açıklamak için farklı senaryolar ele alındı. Magma okyanusunun bir miktar ısıyı dolaştırması mümkün olsa da, atmosfer olmadan gece tarafı katı kalacağından ısı transferi sınırlı olurdu. Magma okyanusunun yüzeyinde ince bir kaya buharı tabakası da olası, ancak bunun tek başına gözlenen soğutmayı açıklaması zor.



Webb verileri güçlü bir atmosfer ihtimaline işaret etse de, temel soru şu: Bu kadar yoğun ışınıma maruz kalan küçük bir gezegen, böylesine kalın bir atmosferi nasıl koruyabiliyor?



Hollanda’daki Groningen Üniversitesi’nden ortak yazar Tim Lichtenberg, bu durumu şöyle açıkladı:



“Magma okyanusu ile atmosfer arasında bir denge olduğunu düşünüyoruz. Gazlar gezegenden çıkıp atmosferi beslerken, magma okyanusu bu gazları yeniden gezegenin içine çekiyor. Gözlemleri açıklayabilmek için bu gezegenin Dünya’dan çok daha fazla uçucu madde içermesi gerekiyor. Adeta ıslak bir lav topu gibi.”