Evrenin Şimdiye Kadar Görmediğimiz Tuhaf “Limon” Gezegeni

Yeni keşfedilen bir ötegezegen, Samanyolu galaksisinde şimdiye kadar gördüğümüz en tuhaf dünya unvanını hak ediyor.

PSR J2322-2650b olarak adlandırılan bu gezegenin her şeyi tamamen akıl almaz. Bir milisaniyelik pulsarın etrafında dönen, yıldızın çekim gücüyle limon şekline bükülmüş sıcak bir Jüpiter. Atmosferinde karbon buharı ve muhtemelen helyum ağırlıklı bir iç yapı bulunuyor ve tüm atmosferi, gezegenin dönüş yönünün tersine, inanılmaz bir hızda dönüyor.

Carnegie Dünya ve Gezegenler Laboratuvarı’ndan gökbilimci Peter Gao, “Bu limon şekilli gezegen tam bir sürprizdi. Verileri indirdikten sonra, hepimizin ortak tepkisi ‘Bu da neyin nesi?’ olmuştu.”

Evrenimizin pamuk şeker atmosferlerinden metal bulutlarına, korundum yağmurundan ultra yoğun ‘mermi’ ötegezegenlerine kadar uzanan tuhaf dünyalar yaratma kapasitesine sahip olduğu şüphesiz.

Limon Şeklini Almış Ötegezegen

Çoğu gezegenin özellikleri ve davranışları, mümkün görünenin sınırlarını zorlasalar da anlaşılabilir. PSR J2322-2650b ise kolayca açıklanamaz; özellikleri, bilinen hiçbir gezegen evrimi yoluna uymuyor.

Chicago Üniversitesi’nden gökbilimci Michael Zhang, “Bu kadar yüksek karbon içeriğine sahip bir bileşimi nasıl elde ettiğinizi hayal etmek çok zor. Bilinen her oluşum mekanizmasını dışlıyor gibi görünüyor.” diyor.

Öncelikle, yaklaşık 2055 ışık yılı uzaklıktaki yıldız PSR J2322-2650’den başlayalım. Bu, milisaniyelik pulsar olarak bilinen bir tür dejenere yıldızdır – ek özelliklere sahip bir nötron yıldızı.

Nötron yıldızı kendi başına yeterince uç bir durumdur; ölen ve süpernova olan büyük bir yıldızın ultra yoğun çökmüş çekirdeğinden oluşur. Bu kalıntılar, Güneş’in kütlesinin 2,3 katına kadar çıkabilir ve sadece 20 kilometre (12 mil) çapında bir küreye sıkışmış olabilirler.

Nötron yıldızları, milisaniyelik hızlarda (PSR J2322-2650 için sadece 3,46 milisaniye) dönerken, kutuplarından hassas aralıklarla güçlü radyo ve gama ışınları yaydıklarında milisaniyelik pulsarlara dönüşürler.

Bu, 2017 yılında PSR J2322-2650b’nin keşfine yol açtı. Gökbilimciler, ana yıldızın radyo darbelerinde görmeyi bekledikleri hassasiyetin biraz sapmış olduğunu fark ettiler. Zamanlamayı yakından incelediler ve bozulmayı, Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık %80’i kadar olan, pulsarın etrafında 7,8 saatlik bir yörüngede dönen, görünmeyen bir gezegen kütleli eşliğe bağladılar.

JWST sisteme daha yakından bakana kadar bilgimiz bu kadardı. Uzay teleskobu evreni kızılötesi dalga boylarında gözlemlediği, ancak yıldızdan yayılan radyo ve gama ışınlarını gözlemlemediği için, ötegezegenin net bir şekilde görülebilmesi mükemmel bir gözlem fırsatı sunuyor.

Stanford Üniversitesi’nden gökbilimci Maya Beleznay, “Bu sistem benzersiz çünkü gezegeni ana yıldızının aydınlattığı halde görebiliyoruz, ancak ana yıldızı hiç göremiyoruz,” diyor. “Bu nedenle gerçekten bozulmamış bir spektrum elde ediyoruz. Ve bu sistemi normal ötegezegenlerden daha ayrıntılı bir şekilde inceleyebiliyoruz.”

Bu durum, rüzgar hızı ve yönü, sıcaklık ve bileşim de dahil olmak üzere dünyanın atmosferik koşulları hakkında bir dizi gözleme yol açtı.

Gezegen bilimciler, ötegezegen atmosferleri üzerine yapılan önceki çalışmalar ve temel kimya bilgisine dayanarak, bir ötegezegen atmosferinin nasıl görünmesi gerektiği konusunda kabaca bir fikre sahipler. Atmosferi analiz edilen ilk pulsar dünyası olan PSR J2322-2650b’nin bazı tuhaflıklar gösterebileceği mümkündü, ancak hiç kimse JWST gözlemlerinin ortaya koyduğu şeyi tam olarak beklemiyordu.

Öncelikle, ötegezegen yıldıza çok yakın olduğu için, atmosferi ev sahibinin yerçekimi tarafından bir futbol topuna doğru çekiliyor. Bu atmosfer, onu yaklaşık 1900 Kelvin (1630 Santigrat veya 2960 Fahrenheit) sıcaklığa kadar ısıtan gama radyasyonuna maruz kalıyor – bu, yalnızca yıldız ışığıyla ısıtıldığında olacağı 1300 Kelvin’den çok daha yüksek bir sıcaklık.

Ayrıca atmosfer, gezegenin doğuya doğru dönüşünün tersine, batıya doğru ötegezegenin etrafında hızla hareket ediyor; gezegenin dönüşü ise pulsar etrafındaki yörüngesine kilitlenmiş durumda.

Gezegenin bileşimi, her şeyin biraz tuhaf bir hal aldığı nokta; daha düşük irtifalarda elmas yağmuruna dönüşebilecek devasa miktarda karbon içeriyor.

“Bu, daha önce kimsenin görmediği yeni bir gezegen atmosferi türü. Bir ötegezegen üzerinde görmeyi beklediğimiz normal moleküller -su, metan ve karbondioksit gibi- yerine, moleküler karbon, özellikle C3 ve C2 gördük.” diyor Zhang.

Bazı cevaplar şu soruda yatıyor olabilir: Bir gezegen, nötron yıldızını doğuran çekirdek çökmesi süpernovasından nasıl sağ kurtulur? Aslında, bunun gerçekten iyi bir cevabı var. En azından PSR J2322-2650b örneğinde, hayatta kalmıyor.

Özelliklerine dayanarak, Zhang ve meslektaşları, ötegezegenin aslında bir gezegen olarak başlamamış olabileceğine -hayatına bir helyum yıldızı olarak başlamış olabileceğine- inanıyorlar.

Kara dul olarak bilinen pulsarlar, diğer yıldızlarla ikili sistemler halinde bulunur ve tıpkı bir kara dul örümceğinin eşini yediği gibi, onları yavaş yavaş tüketirler. Bu aşınma, ‘ötegezegenin’ helyumdan oluşan iç yapısını ve hatta atmosferindeki karbonu açıklar.

“Eşlik eden cisim soğudukça, iç kısımdaki karbon ve oksijen karışımı kristalleşmeye başlıyor,” diyor Stanford Üniversitesi ve Kavli Parçacık Astrofiziği ve Kozmoloji Enstitüsü’nden astrofizikçi Roger Romani.

“Saf karbon kristalleri üste çıkıyor ve helyumla karışıyor, işte gördüğümüz şey bu. Ama sonra oksijen ve azotu uzak tutmak için bir şey olması gerekiyor. İşte tartışmanın olduğu nokta burası.”

Eşlik eden cisim artık çekirdeğindeki atomların füzyonunu destekleyebilecek bir kütlede olmadığı için artık bir yıldız veya hatta bir kahverengi cüce olarak sınıflandırılamaz; bu da gezegenler ve yıldızlar arasındaki çizgileri bulanıklaştıran bir başka kanıt parçası.

Gelecekteki gözlemler, daha önce hiç görmediğimiz bir sistemin tuhaflığını çözmeye yardımcı olabilir.

Derleyen: Damla Şayan