Gezegen Kuramı Sil Baştan

Bugün Birleşik Krallık (BK) Ulusal Astronomi Toplantısı’nda geçiş yapan dokuz yeni ötegezegenin keşfedildiği duyuruldu. Yeni sonuçları geçiş yapan ötegezegenlerin daha önceki gözlemleriyle karşılaştıran gökbilimciler hayrete düştü, daha geniş 27 gezegen örneğinden altısı yörüngelerinde yıldızlarının dönme eksenine ters yönde dolanıyorlardı – kendi Güneş Sistemi’mizde görülenin tam olarak tersi bir durum. Yeni keşifler şu anki gezegen oluşum teorileri için beklenmedik ve ciddi bir sorun teşkil ediyor. Ayrıca sıcak Jüpiterler olarak bilinen türden ötegezegen içeren sistemlerin de Dünya-benzeri gezegenler içermelerinin mümkün olmadığı öne sürülüyor.

Gözlem kampanyasının önemli bir kısmına Andrew Cameron ve Didier Queloz ile birlikte önderlik eden Cenevre Gözlemevi’nden doktora öğrencisi Amaury Triaud, “Bu, ötegezegenler alanına bıraktığımız gerçek bir bomba” diyor.

Gezegenlerin genç bir yıldızı çevreleyen gaz ve toz diski içinde oluştukları düşünülmektedir. Bu ilkel gezegen diski yıldızın kendisiyle aynı yönde dönmektedir ve şimdiye kadar bu diskten meydana gelen gezegenlerin hepsinin aşağı yukarı aynı düzlemde dolanmaları gerektiği, ve yörüngelerinde yıldızın dönme yönüyle aynı yönde hareket ettikleri düşünülüyordu. Güneş Sistemi’ndeki gezegenler için durum bu şekildedir.

Geniş Alan Gezegen Araştırması’yla (WASP, [2]) dokuz yeni ötegezegenin [1] ilk kez keşfedilmesinden sonra, gökbilimciler yeni ve eski taramalarda bulunan geçiş yapan ötegezegenlerin [3] özelliklerini belirlemek ve keşifleri onaylamak için, Şili La Silla gözlemevindeki 3.6 metrelik ESO teleskobu üzerindeki HARPS tayfçekerini, yine La Silla’da bulunan Swiss Euler teleskobu ve diğer teleskoplarla elde edilen verileri kullandılar.

Çalışma takımı eski gözlemlerle yeni verileri karşılaştırdığında, şaşırtıcı bir şekilde, araştırdıkları sıcak Jüpiter’lerin yarısından fazlasının yörüngelerinin kendi yıldızlarının dönme ekseniyle aynı doğrultuda olmadığını buldu. Hatta bu genişletilmiş çalışmada altı ötegezegenin (bunlardan iki tanesi yeni keşfedildi) geriye doğru harekete sahip olduğunu buldular: yıldızlarının etrafında “yanlış” yönde dönmekteydiler [4].

Yeni sonuçları bu hafta BK Glasgow’daki Ulusal Astronomi Kongresi’nde sunan, St. Andrews Üniversitesi’nden Andrew Cameron “Yeni sonuçlar gezegenlerin her zaman yıldızlarının dönme yönleriyle aynı yönde dolanmaları gerektiği görüşüne gerçekten meydan okuyor” diyor.

Sıcak Jüpiter’lerin ilk kez keşfedilmesinden bu yana, 15 yıldır kökenleri bir bulmaca gibiydi. Bu gezegenlerin kütlesi Jüpiter’le aşağı yukarı aynı büyüklükte veya daha fazla, fakat kendi güneşlerine çok yakın mesafede dolanmaktalar. Dev gezegenlerin merkezlerinin, gezegen sistemlerinin sadece soğuk dış sınırlarında bulunan taş ve buz parçaları karışımından meydana geldikleri düşünülüyor. Bununla birlikte sıcak Jüpiter’lerin yıldızlarından uzakta oluşmaları ve sonradan iç kısımlara doğru yer değiştirerek daha yakın bir yörüngede dolanmaları gerekiyor. Çoğu gökbilimci bunun, oluştukları toz diski ile kütleçekimsel etkileşiminden dolayı olduğuına inanmaktadır. Bu senaryo birkaç milyon yıldan daha uzun bir sürede meydana gelmektedir ve kendi yıldızının dönme ekseniyle aynı doğrultuda olan bir yörüngeyle sonuçlanmaktadır. Ayrıca sonradan Dünya-benzeri kayalık gezegenlerin oluşmasına da olanak sağlamaktadır, fakat bu senaryo yeni gözlemlere malesef bir açıklama getirememektedir.

Ters yönde hareket eden yeni ötegezegenlere açıklama getiren alternatif yeni bir yerdeğiştirme teorisine göre sıcak Jüpiter’lerin yıldızlarına yakın olmalarının sebebi hiç de toz parçacıklarıyla olan etkileşim değil, daha yavaş bir evrim sürecini kapsayan daha uzak gezegen veya yoldaş yıldızlarla yüz milyonlarca yıldan daha uzun süren bir kütleçekimsel mücadeledir. Bu çalkantıların dev ötegezegeni eğilmiş ve uzatılmış bir yörüngeye sıçratmasından sonra gelgit sürtünmesine maruz kalacak olan gezegen, her defasında enerji kaybederek yıldızına daha yakın bir yörüngede dönecektir. En sonunda yıldıza yakın, neredeyse dairesel fakat gelişigüzel eğilmiş bir yörüngeye park etmiş olacaktır. Cenevre Gözlemevi’nden Didier Queloz ” Bu sürecin dramatik bir yan etkisi bu sistemlerdeki daha küçük diğer Dünya-benzeri gezegenleri yok etmesi” diyor.

Yeni keşfedilen gezegenlerden ters yönde hareket eden iki tanesi daha uzakta bulundular, büyük kütleli yoldaşlar muhtemelen bu tersine hareketin sebebi olabilir. Bu yeni sonuçlar diğer gezegen sistemlerinde fazladan cisimlerin daha yoğun araştırılmasına neden olacaktır.

Araştırma bu hafta İskoçya’da gerçekleşen BK Ulusal Astronomi Kongresi’nde (NAM) sunulmuştur. Bu özel durumda, uluslararası dergilere yayınlanmak üzere dokuz yayın gönderilmiştir, bunlardan dört tanesinde ESO tesislerinde elde edilen veriler kullanılmıştır. Aynı özel durumda, WASP konsorsiyumuna, 2010 Kraliyet Gökbilim Topluluğu Grup Başarı Ödülü verilmiştir.

Notlar

[1] Bilinen ötegezegenlerin şu anki sayısı 454’dür.

[2] Yeni bulunan dokuz yeni ötegezegen Geniş Alan Gezegen Araştırması (WASP) ile keşfedilmiştir. WASP her biri gezegen geçiş olayları için gökyüzünü eş-zamanlı olarak sürekli görüntüleyen sekiz geniş-alan kamerasından oluşan iki robotik gözlemevini kapsamaktadır. Bir gezegen kendi yıldızının önünden geçtiğinde bir geçiş olayı meydana gelir, yıldızdan gelen ışık geçici olarak az miktarda engellenir. Sekiz geniş-alan kamerası milyonlarca yıldızı eşzamanlı olarak görüntüleyerek bu nadir rastlanan geçiş olaylarını saptamaya çalışmaktadır. WASP kameraları Belfast Queen’s Üniversitesi, Keele Üniversitesi, Leicester ve St Andrews, Açık Üniversite, La Palma Isaac Newton Grubu ve Kanarya Adaları Astrofizik Enstitüsü’nü içeren bir konsorsiyum tarafından işletilmektedir.

[3] Geçiş yapan yeni bir gezegenin keşfini onaylamak, özelliklerini tespit etmek ve yıldızın gezegenle birlikte ortak kütle merkezi etrafındaki yalpalama hareketini tespit etmek için dikine hız takip gözlemi gerekmektedir.  Bu, dünya genelinde hassas tayfçekerlerle donatılmış teleskoplar ağı ile yapılmaktadır. Kuzey yarımkürede, Kanarya Adaları’ndaki Nordic Optik Teleskopu ve Fransa’daki 1.93 metrelik Haute-Provence teleskopu üzerindeki SOPHIE aygıtı bu araştırmaya öncülük etmektedir. Güneyde, her ikisi de La Silla da bulunan, 3.6 metrelik ESO teleskopuna bağlı ötegezegen avcısı HARPS ve Euler Swiss teleskopu üzerindeki CORALIE tayfçekeri, yeni gezegenleri onaylamak ve her gezegenin yıldızının ekvatoruna göre eğimli olan yörüngesi arasındaki açısını ölçmek için kullanılmıştır. Gezegenlerin büyüklüklerini belirlemek için gerekli parlaklık ölçümlerini Hawaii ve Avustralya’da bulunan Las Cumbres Gözlemevi robotik Faulkes Teleskopları sağlamıştır. WASP ötegezegen adaylarının takip gözlemleri  Şili La Silla’daki Swiss Euler Teleskopu (Cenevre Gözlemevi’nden çalışma arkadaşlarıyla yapılan işbirliği sayesinde), La Palma Nordic Optik Teleskopu, ve Fransa Haute-Provence Gözlemevi’ndeki 1.93 metrelik teleskop (Marsilya Astrofizik Laboratuvarı ve Paris Astrofizik Enstitüsü’nden çalışma arkadaşları işbirliğinde) ile elde edilmiştir.

WASP gezegenlerinin yörünge eğikliği açısı çalışmaları  her ikisi de güney yarımkürede La Silla’da bulunan 3.6 metrelik ESO teleskopuna bağlı  HARPS ve Euler Swiss teleskopu üzerindeki CORALIE tayfçekerleri ile kuzey yarımküredeki Tautenburg Gözlemevi, McDonald Gözlemevi ve Nordic Optik Teleskopu ile gerçekleştirilmiştir.

[4] Sıcak Jüpiterler kütle olarak Jüpiter kütlesi civarında veya daha büyük kütleli, fakat kendi yıldızlarına Güneş Sistemi’mizdeki herhangi bir gezegenden çok daha yakın bir yörüngede dolanan gezegenlerdir. Hem büyük hemde yakın olmalarından dolayı yıldızlarına olan kütleçekim etkileri nedeniyle bulunmaları daha kolay ve yıldız diskinden geçiş yapmaları da daha muhtemeldir. Bulunan ilk ötegezegenlerin çoğu bu türdendir.

Ek Dosya: Ötegezegen Rehberi

Kaynak: ESO-Türkçe