Aralarında Avrupa Güney Gözlemevinin (ESO) Çok Büyük Teleskobunun (VLT) da yer aldığı bir dizi teleskobu kullanan gökbilimciler beş tanesinin yıldızının etrafında nadir görülen kilitlenme hareketi gösterdiği altı gezegenden oluşan bir sistemi ortaya çıkardılar. Araştırmacılar bu sistemin Güneş Sistemi’ndekiler de dahil olmak üzere, gezegenlerin nasıl oluştukları ve evrimleştiklerine dair önemli ipuçları sağlayacağını düşünüyor.
Yaklaşık 200 ışık-yılı uzaklıkta Heykeltıraş takım yıldızı doğrultusundaki TOI-178 yıldızını ilk kez gözlediklerinde, ekip aynı yörüngede dolanan iki gezegen bulduklarını düşündü. Ancak, ayrıntılı olarak incelendiğinde tamamen farklı bir şey ortaya çıktı. “Daha fazla gözlem yaptığımızda yıldızın etrafında neredeyse aynı uzaklıkta iki gezegen değil, özel konumlarda çoklu gezegenler olduğunu fark ettik,” diyor bugün Astronomy & Astrophysics’te yayımlanan yeni araştırmayı yürüten Adrien Leleu (Cenevre ve Bern Üniversitesi, Bern, İsviçre).
Yeni araştırma sistemin altı gezegenden oluştuğunu ve yıldıza en yakındaki gezegen dışında tümünün yörüngelerinde ritmik bir dansa eşlik ediyormuş gibi rezonans halinde hareket ettiklerini ortaya çıkardı. Bu olay yıldızın etrafında dolanan gezegenlerin hareketlerindeki düzenli seyir ve birkaç yörünge turunda bazı gezegenlerin aynı hizaya gelmesi şeklinde açıklanabilir. Benzer bir rezonans Jüpiter’in uydularından üçünün yörüngesinde gözlenmiştir: Io, Europa ve Ganymede. Bu üçünden Jüpiter’e en yakın olan Io, Ganymede’in her turuna karşılık gezegenin etrafında dört kez, Europa’nın tam turuna karşılık ise iki kez gezegenin etrafındaki turunu tamamlamaktadır.
TOI-178 sistemindeki beş dış gezegen ise bir gezegen sisteminde şimdiye dek keşfedilmiş olan, çok daha karmaşık bir rezonans zinciri izlemektedir. Jüpiter’in üç uydusu 4:2:1 rezonansı sergilerken, TOI-178 sistemindeki beş dış gezegen 18:9:6:4:3 dizilimini takip etmektedir: yıldıza uzaklığı bakımından ikinci sıradaki gezegen (rezonans dizilimindeki ilk) 18 yörüngesini tamamlarken, üçüncü gezegen 9 tur atmakta ve böyle devam etmektedir. Aslında, başlangıçta araştırmacılar sistemde sadece beş gezegen buldular, ancak bu rezonans ritmini takip ederek, bir sonraki gözlemde ilave gezegenin yörüngede nerede olduğunu hesapladılar.
Sadece yörünge ile ilgili merakı gidermek değil, rezonans halindeki bu gezegenlerin dansı sistemin geçmişi hakkında da ipuçları sağlamaktadır. “Bu sistemdeki yörüngeler oldukça düzenli, bu da bize bu sistemin doğuşundan itibaren nazik bir şekilde evrimleştiğini anlatıyor,” diye açıklıyor eş-yazar Yann Alibert (Bern Üniversitesi). Eğer sistem önceki yaşamında belirgin bir şekilde tedirgin edilmiş olsaydı, örneğin büyük bir çarpışma gibi, bu kırılgan yörünge dizilimi bu şekilde olmayabilirdi.
Düzenli sistemdeki karmaşa
Ancak yörüngeler düzenli olsa da gezegenlerin yoğunlukları “bir o kadar düzensiz,” diyor çalışmaya katılan Nathan Hara (Cenevre Üniversitesi, İsviçre). “Neptün’ün yarısı yoğunlukta epey pofuduk bir gezegenin hemen yanında Dünya yoğunluğunda bir gezegen, sonrasında Neptün yoğunluğunda bir gezegen. Bu alışık olduğumuz bir durum değil.” Örneğin Güneş Sistemi’mizde, gezegenler düzgün bir şekilde dağılıyor, kayalık, yoğun gezegenler merkezi yıldıza daha yakın, pofuduk, düşük yoğunluklu gaz devleri ise daha uzaktalar.
“Yörünge hareketindeki ritmik harmoni ile düzensiz yoğunluklar arasındaki zıtlıklar gezegen sistemlerinin oluşumu ve evrimi ile ilgili bakış açımızı kesinlikle zorluyor,” diyor Leleu.
Teknikler birleştiriliyor
Sistemin beklenmedik yapısını araştırmak için Avrupa Uzay Ajansı’nın CHEOPS uydusunun verilerini kullanan ekip, ek olarak yer-konuşlu ESO’nun VLT’si üzerindeki ESPRESSO aygıtı ile her ikisi de Şili’deki Paranal Gözlemevi’nde bulunan NGTS ve SPECULOSS aygıtları ile takip gözlemleri yaptılar. Ötegezegenlerin doğrudan teleskoplarla görülmesi zor olduğu için gökbilimcilerin başka yöntemlere başvurmaları gerekmektedir. Kullanılan temel yöntemler geçişleri — Dünya’dan bakıldığında, önünden gezegen geçişi olan merkezi yıldızın yaydığı ışıktaki sönükleşmeyi gözlemek — ve dikey hızları — yörüngelerinde dolanan gezegenler nedeniyle yıldızın ışık tayfındaki küçük yer değiştirme işaretlerini takip etmek — görüntülemektir. Ekip sistemi gözlemek için her iki yöntemi de kullanıştır: Geçişler için CHEOPS, NGTS ve SPECULOOS, dikey hızlar için ise ESPRESSO kullanılmıştır.
Gökbilimciler bu iki yöntemi birleştirerek sistem ve merkezi yıldızına Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesinden çok daha yakın bir yörüngede hızla dolanan gezegenler hakkında önemli bilgilere ulaşabilmektedirler. En hızlısı (yıldıza en yakın gezegen) yörünge turunu sadece birkaç günde tamamlarken, en yavaşın turu on kat daha uzundur. Altı gezegenin boyutları bir ila üç Dünya kadarken, kütleleri ise Dünya’nın 1,5 ila 30 katı kadardır. Bazıları kayalık, ancak Dünya’dan daha büyüktür — bu gezegenler Süper-Dünyalar olarak bilinir. Diğerleri ise dış Güneş Sistemi’ndeki gaz gezegenler gibi, ancak çok daha küçükler — bunlara ise Mini-Neptünler denir.
Bulunan altı gezegenin hiçbirisi yıldızının yaşanabilir bölgesinde bulunmasa da araştırmacılara göre rezonans zincirinin devam ettirilmesi ile bu bölgede ya da yakınlarında ilave gezegenler bulunabilir. ESO’nun önümüzdeki on yıl içerisinde çalışmalarına başlayacak olan Aşırı Büyük Teleskobu (ELT), yıldızlarının yaşanabilir bölgesinde bulunan kayalık ötegezegenleri doğrudan görüntüleyebilecek ve hatta atmosfer özelliklerini ortaya çıkararak TOI-178 gibi sistemler hakkında daha fazla bilgi sağlayacaktır.
Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem Uygulama ve Araştırma Merkezi, Mersin
