Başıboş dünyalar, gezegen ve yıldızların oluşumuna ışık tutabilir
Kanada-Fransa-Hawaii Teleskopu ile birlikte ESO’nun Çok Büyük Teleskop’unu kullanan gökbilimciler uzayda büyük olasılıkla yıldızı olmadan dolaşan bir gezegen buldular. Bu şimdiye kadarki en heyecan verici serbest dolaşan gezegen adayı ve 100-ışık-yılı uzaklığı ile bu tür nesneler arasında Güneş Sistemi’ne en yakın örneklerden birisi. Görece yakın olması ve çevresinde çok parlak bir yıldızın yokluğu nedeniyle gökbilimciler gezegenin atmosferini detaylı bir şekilde inceleme fırsatı buldular. Ayrıca bu nesne gökbilimcilere gelecekte Güneş dışındaki yıldızların etrafında bulunan ötegezegenleri görüntülemeyi hedefleyen aygıtlar hakkında bir öngörü imkânı vermiştir.
Serbestçe dolaşan gezegenler herhangi bir yıldıza bağlı olmadan uzayda dolaşan gezegen kütlesindeki cisimlerdir. Bu tür nesnelerin olası örnekleri daha önceden de bulunmuştu [1], ancak yaşları bilinmeden bunların gökbilimciler tarafından gerçekten gezegen mi yoksa yıldız olacak kadar madde biriktiremeyen bir kahverengi cüce mi olduklarını öğrenmek mümkün değildir.
Ancak gökbilimciler yakın bir genç yıldız topluluğu olan Hareketli AB Doradus Grubu’na ait olduğu görülen CFBDSIR2149 [2] adı verilen bir nesne keşfettiler. Bu yeni gök cisminin özelliklerini test etmek [3] için Kanada-Fransa-Havaii Teleskopu ile gerçekleştirilen gözlemler ESO’nun Çok Büyük Teleskop’unun gücüyle birleştirildi.
Hareketli AB Doradus Grubu bu tür gruplar arasında Güneş Sistemi’ne en yakın olanıdır. Buradaki yıldızlar uzay boyunca sürüklenmekte olup yaklaşık olarak aynı zamanda oluştukları düşünülmektedir. Eğer yeni keşfedilen nesne bu hareketli grupla ilişkili ise — ki bu durumda genç bir nesnedir — sıcaklığı, kütlesi ve atmosferi ile ilgili daha fazla bilgi edinmek mümkün olacaktır [4]. Hareket halindeki grupla bağlantılı olması küçük bir olasılık olarak hala göz önüne alınmaktadır.
Yeni bulunan nesne ile hareket halindeki grup arasındaki bağlantı yaşının bulunabilmesi adına gökbilimciler için hayati öneme sahip [5]. Hareket grubunda tanımlanmış ilk yalıtılmış gezegen kütlesine sahip cisim olup, bu grupla ilişkilendirilmesi onu şimdiye kadar tanımlanmış en ilginç serbestçe sürüklenen gezegen adayı yapmaktadır.
Yeni araştırmanın baş yazarı Philippe Delorme (Grenoble Gezegenbilim ve Astrofizik Enstitüsü, CNRS/Joseph Fourier Üniversitesi, Fransa) “Yıldızların etrafındaki gezegenleri aramak, uzakta, güçlü bir araba farından bir santimetre uzaklıkta bulunan bir ateşböceğine bakmaya benziyor” diyor. “Görece yakınımızdaki serbestçe sürüklenen bu nesne, arabanın göz kamaştırıcı ışıklarının her şeyi karıştıran ışığı olmadan ateşböceğini detaylıca görebilme fırsatı sunmuştur.“
CFBDSIR2149 gibi serbestçe sürüklenen nesnelerin ya kendi sistemlerinden atılmış normal gezegenlerden ya da küçük yıldızlar veya kahverengi cücelerden oluştuğu düşünülmektedir. Yıldızları olmayan gezegenler ile en büyük kütleli yıldızlar ve en küçük kahverengi cücelere uzanan bir aralığı kapsamaktadırlar — her iki durumda da bu nesneler merak uyandırıcıdır.
“Bu nesneler, gezegenlerin, gezegen sistemlerinden uzaya nasıl atılabildiğini ya da oldukça hafif nesnelerin yıldız oluşum sürecinde nasıl ortaya çıktığını anlamamıza yardım etmeleri açısından önemli“diyor Philippe Delorme. “Bu küçük nesne kendi sisteminden atılan bir gezegense uzay boşluğunda sürüklenen başıboş dünyaların çarpıcı görüntüsünü hatırlatmaktadır.“
Bu dünyalar yaygın olabilir — belki de normal yıldızların sayısı kadar [6]. Eğer CFBDSIR2149, Hareketli AB Doradus Grubu’na bağlı değilse, doğası ve özelliklerinden emin olmak zor ve gerçekte küçük kahverengi cüce olarak da karakterize edilebilir. Her iki senaryo da gezegenlerin ve yıldızların nasıl oluştuğu ve davrandığı üzerine önemli sorular ortaya koymaktadır.
“Daha sonraki çalışmalar CFBDSIR2149’un serbestçe sürüklenen bir gezegen olduğunu doğrulayabilir” diye sonladırıyor Philippe Delorme. “Bu nesne, gelecekte VLT üzerine takılacak SPHERE ve benzeri, özel, yüksek-kontrasta sahip görüntüleme sistemleri tarafından keşfedilecek benzer ötegezegenlerin fiziğini anlamamız için bir kriter olarak kullanılabilir.“
Notlar
[1] Bu tür gezegen adayları önceden de çok sayıda bulunmuştu (Science, Nature, Kraliyet Dökbilim Derneği’nden ilgili basın bülteni ve makaleler). Bu nesneler gökbilimcilerin bir kahverengi cücenin gezegenimsi kütle sınıfına geçtiği noktanın belirlenmesinin zorlaştığını bulmaları ile 1990’larda bilinmeye başlamıştır. Daha sonraki çalışmalar gökadamızda bu küçük nesnelerden çok sayıda olabileceğini öngörmektedir ki bunların nüfusunu şu anki ana kol dizisi yıldızların hemen hemen iki katına sahip olarak tanımlayabiliriz.
[2] Nesne Kanada-Fransa Kahverengi Cüce Taraması’nın (CFBDS) kızırmızı-ötesi uzantısının bir parçası olarak tanımlanmıştır. Bu, soğuk kahverengi cüce yıldızların bulunmasına dair bir projedir. CFBDSIR J214947.2-040308.9 olarak da adlandırılmaktadır.
[3] Araştırma ekibi CFBDSIR2149’u hem Kanada-Fransa-Hawaii Teleskopu’nun WIRCam kamerası ile hem de ESO’nun Şili’deki Yeni Teknoloji Teleskopu’nun SOFI kamerası ile gözledi. Farklı zamanlarda alınan görüntüler nesnenin özdevinim hareketinin gökyüzü boyunca ölçülmesine ve Hareketli AB Doradus Grubu’nun üyeleriyle kıyaslanmasına imkan vermiştir. Nesnenin atmosferinin detaylı çalışması ESO’nun Paranal Gözlemevi’ndeki Çok Büyük Teleskopu’na bağlı olan X-ışın atıcı tayfçekeri kullanılarak yapılmıştır.
[4] Hareketli AB Doradus Grubu ile ilişkilendirilmesi gezegen kütlesini yaklaşık olarak Jüpiter kütlesinin 4-7 katına, ve etkin sıcaklığını 430 santigrat dereceye düşürür. Yaşı ise hareket halindeki grupla aynı olup 50 ila 120 milyon yıl arasındadır.
[5] Yıldızın her yıl tüm gökyüzü boyunca konumundaki açısal değişimi olan özdevinim hareketi, ekip tarafından yapılan istatiksel analizi %87’lik bir olasılıkla nesnenin Hareketli AB Doradus Grubu ile ilişkilendirildiğini ve %95’ten fazla bir olasılıkla gezegenimsi kütlede olacak kadar yeterince genç olduğunu göstermektedir. Bu da onu büyük bir olasılıkla küçük başarısız bir yıldız yapmaktansa başıboş bir gezegen yapmaktadır. Daha uzakta serbestçe sürüklenen gezegen adayları çok genç yıldız kümelerinde önceden bulunmuş olup, üzerlerinde detaylı çalışmalar henüz yürütülmemiştir..
[6] Bu serbestçe sürüklenen nesneler varlıklarını yıldızın önünden geçerken de ortaya koyabilir. Arka fon yıldızdan bize doğru gelen ışık cismin yerçekimi tarafından bükülür ve saptırılır bu da yıldızın aniden ve kısaca parlamasına neden olur, bu yöntem kütleçekimsel mikromercekleme olarak bilinmektedir. OGLE gibi Samanyolu’nun mikromercekleme taraması bu yolla serbestçe sürüklenen gezegenleri saptamış olabilir (örneğin, 2011’de Nature’da yayınlanan Mikromercekleme Deneyi).
ESO-Türkiye (Elif Beklen-Süleyman Demirel Üniversitesi, Fizik Bölümü, ESON Türkiye Ekibi)
