Beyaz Cüce Bir Yıldızın Etrafında Bir Gezegen "Hayatta Kalmış" Olabilir!

NASA'nın an itibariyle aktif olan Geçiş Yapan Dış Gezegen İnceleme Uydusu (TESS) ve emekliye ayrılmış Spitzer Uzay Teleskobu ile yapılan gözlemleri bir arada işleyen uluslararası bir astronom ekibi, Güneş-benzeri bir yıldızın artığı olan bir beyaz cücenin etrafında dönen, Dünya'dan sadece %40 büyük olan, Jüpiter-benzeri bir gezegen keşfetti.^[1] WD 1856 b olarak isimlendirilen ve detayları Nature dergisinde yayınlanan bu gezegen, bir beyaz cüce yıldız etrafında döndüğü keşfedilen ilk gezegen olabilir!

"Olabilir" diyoruz; çünkü ekip bunun bir gezegen mi yoksa kahverengi bir cüce yıldız mı olduğunu henüz tam olarak tespit edebilmiş değil. Ancak ilk veriler, bunun bir gezegen olabileceğini gösteriyor. Üstelik bir kahverengi cüceyse bile bu, yepyeni ve sıra dışı bir keşif olurdu; dolayısıyla bulgular, astrofizik bilgilerimizi her türlü geliştireceğe benziyor. Wisconsin-Madison Üniversitesi astronomlarından Yrd. Doç. Dr. Andrew Vanderburg şöyle diyor:

WD 1856 b, etrafında döndüğü beyaz cüceye çok yaklaşmasına rağmen, bir şekilde varlığını korumayı başardı. Beyaz cüce yaratımı sırasında genellikle yakın civardaki gezegenler ve bu sürece yaklaşan hemen hemen her şey parçalanır, çünkü yıldızın muazzam bir çekim gücü vardır. WD 1856 b'nin nasıl olup da o cisimlerle aynı kaderi paylaşmaksızın, şu anki konumunda bulunabildiğine dair hala birçok sorumuz var.

Nature

TESS, gökyüzündeki "sektör" adı verilen çok geniş alanları, çoğu zaman her seferinde 1 ay kadar olmak üzere taramakta olan bir teleskop. Bu uzun süreli analizler sayesinde teleskop, öte gezegenleri keşfetmeyi başarabiliyor. Öte gezegen, Güneş Sistemi haricindeki yıldızların etrafında dönen gezegenlere verilen bir isim. Bunu yapmak için, bu öte gezegenlerin, etrafında döndükleri yıldızlarının önünden geçmesi gerekiyor. Bu geçiş sırasında, yıldızdan gelen ışık bir miktar kesilmiş oluyor ve teleskop, ışıktaki bu azalmaya bakarak öte gezegenleri ve özelliklerini tespit ediyor.

Güneş benzeri bir gezegenin yakıtı bittiğinde, orijinal büyüklüğünün yüzlerce ila binlerce katına kadar büyür ve daha soğuk, kırmızı bir dev yıldıza dönüşür.^[2] Sonrasında bu kırmızı dev, dış tabakasındaki gaz katmanlarını dışarı püskürtür ve kütlesinin %80 kadarını kaybeder. Geriye kalan sıcak çekirdeğine beyaz cüce denir. Bu sürecin yakınında yer alan gök cisimleri, tipik olarak bu süreç boyunca yıldız tarafından emilir ve kütleçekiminin de etkisiyle yok edilir; bu nedenle şu anki yörüngesi itibariyle WD 1856 b'nin kaderinin de bu olmasını beklerdik.

Yapılan incelemeler, bu gezegenin bu yörüngede varlığını koruyabilmesinin en öncelikli yollarından birisinin, şu ankinden 50 kat uzak bir yörüngede doğması olduğunu gösteriyor. Ulusal Bilim Vakfı'nın NOIRLab laboratuvarının bir programı olan uluslararası Gemini Gözlemevi'nden Siyi Xu şöyle diyor:

Beyaz cücelerin doğmasından sonra, asteroidler ve kuyruklu yıldızlar gibi uzak küçük nesnelerin bu yıldızlara doğru saçılabileceklerini uzunca bir süredir bilmekteydik. Genellikle bunlar beyaz cücenin güçlü çekim kuvvetine kapılırlar ve bir artık diskine dönüşürler. Bu nedenle Andrew bana bu sistemden söz ettiğinde heyecanlandım. Gezegenlerin de içe doğru çekilebileceğine dair bazı ipuçlarına sahiptik; ancak bu, bir gezegenin bu tür bir yolculuğu tamamen parçalanmadan tamamlayabildiğini gösteren ilk örnek.^[3]

Araştırma ekibi, WD 1856 b gezegeninin bu beyaz cüce etrafında eliptik bir yörüngeye oturabilmesi için birkaç olası senaryo üzerinde duruyor. Bu rota, yıldızın gezegeni sündürmesi ve devasa gelgitler yaratması sonucu, orbital enerjisini harcamasına bağlı olarak zaman içinde daha dairesel bir hal alabilir. Kaliforniya Teknik Üniversitesi'nden Juliette Becker şöyle diyor:

En olası senaryoya göre, WD 1856 b'nin yörüngesine yakın yörüngelerde başka Jüpiter büyüklüğünde cisimler olmalı. Bu kadar büyük cisimlerin kütleçekimsel etkisi, kolaylıkla yörüngesel dengesizlikler yaratabilir ve bu sayede gezegen içe doğru fırlamış olabilir. Ama şu noktada elimizde veri noktasından daha fazla sayıda teori var.

Diğer olası senaryolar arasında, yıldız sistemi içindeki diğer iki yıldızın, kırmızı cüce olan G229-20 A ve B yıldızlarının milyarlarca yıla yayılan kütleçekim etkisi ve yakından geçen bir başıboş yıldızın sistemi rahatsız etmesi var. Vanderburg'un takımı, bunlar ve diğer açıklamaların daha az olası olduğunu düşünüyor.

Jüpiter büyüklüğündeki nesneler çok geniş bir kütle aralığında yer alabilirler; bunlar, Dünya'dan sadece birkaç kat büyük bir kütlede olabileceği gibi, Dünya'dan binlerce kat büyük, ufak kütleli yıldızlar büyüklüğünde de olabilirler. Diğerleri kahverengi cücelerdir; bunlar, bir gezegen ile bir yıldız arasında gidip gelen gök cisimleridir. Çoğu zaman bilim insanları, bu ikisini birbirinden ayırt etmek için radyal hız ölçümlerine başvururlar. Bunlar, nesnenin kütlesini ölçmeye yarar ve bu sayede kompozisyonuna ve doğasına dair bilgi sahibi olabiliriz. Bu yöntem, yörüngedeki bir cismin yıldızıyla nasıl bir kütleçekimi mücadelesi içinde olduğunun ölçümüne dayanır ve bu sırada, yıldızdan gelen ışığın renginin nasıl değiştiğine bakılır. Ama bu durumda, beyaz cüce öylesine yaşlıdır ki hem ışığı çok sönükleşmiştir, hem de neredeyse tüm özelliklerini yitirmiştir; bu nedenle bilim insanları dikkate değer bir değişim gözleyemediler.

Bunun yerine araştırmacılar, Spitzer'ın görevini tamamlamadan sadece birkaç ay önce topladığı kızılötesi verilerine başvurdular. Eğer WD 1856 b bir kahverengi cüce veya düşük kütleli bir yıldız olsaydı, kendisine ait bir kızılötesi ışık saçımı olurdu. Eğer cisim bir kahverengi cüce yıldızsa, kendi ışığı da yörüngesinde olduğu yıldızın ışığına eklenirdi ve bu nedenle bir gezegene nazaran daha parlak bir geçiş yapardı ve Spitzer bunu tespit edebilirdi. Araştırmacılar Spitzer verisini, İspanya'nın Kanarya Adaları'ndaki Gran Telescopio Canarias teleskobundan gelen verilerle kıyasladıklarında, dikkate değer herhangi bir fark göremediler. Bu, yıldızın yaşıyla ve yıldızdan gelen diğer bilgilerle birleşince, araştırmacıların WD 1856 b'nin bir kahverengi cüce olmaktan ziyade, Jüpiter'den 14 kat büyük bir gezegen olduğu kanaatine varmalarına neden oldu. Ancak bunun, gelecekteki gözlemlerle netleştirilmesi ve doğrulanması gerekiyor.