14 inçlik bir uzay aracı ‘sıcak Jüpiterler’ hakkında yeni ayrıntılar sunuyor

Mısır gevreği kutusu büyüklüğündeki bir uzay aracı, “sıcak Jüpiterler” olarak adlandırılan büyük ve kabarık gezegenlerin atmosferlerine ilişkin hassas ölçümler topladı. Colorado Boulder Üniversitesi’nden bir ekibin önderlik ettiği bulgular, bu dünyaların ve diğer birçok dünyanın etrafındaki atmosferin uzaya nasıl kaçtığını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir.

Gözlemler, Colorado Ultraviyole Geçiş Deneyi (CUTE) olarak bilinen çalışkan bir NASA uzay aracından gelen ilk sonuçlardır.

Misyonun baş araştırmacısı Kevin France, grubun sonuçlarını 11 Aralık Pazartesi günü saat 16:30’da basın toplantısında sunacak. Amerikan Jeofizik Birliği’nin 2023 toplantısı San Francisco’da.

Sadece 14 inç uzunluğundaki küçücük uzay aracı sevimli olabilir, ancak bilimsel bulgularyayınlanan Astronomi Dergisi, başka bir şey değil. Eylül 2021’deki lansmanından bu yana CUTE, tek ultraviyole teleskopunu Dünya’dan yüzlerce ışıkyılı uzaklıktaki bir dizi sıcak Jüpiter’e yöneltti.

Sıcak Jüpiterler galaksideki en sıcak ve en kızgın gezegenler arasındadır. Adından da anlaşılacağı gibi Jüpiter’imiz gibi gaz devleridirler. Ancak bu gezegenler kendi yıldızlarına çok daha yakın bir şekilde sarılırlar ve yörüngelerini kabaca birkaç Dünya gününde bir tamamlarlar. Bu süreçte yıldız radyasyonu, sıcak Jüpiter’leri binlerce Fahrenheit dereceye kadar pişirir ve atmosferleri, fırında yükselen ekmek gibi, muazzam boyutlara kadar şişer.

Araştırmacılar uzun süredir, yıldız radyasyonundan kaynaklanan bu sürekli darbenin, bazı ötegezegenlerin etrafındaki atmosferleri milyonlarca ila milyarlarca yıl boyunca sıyırıp atabileceğinden şüpheleniyorlardı. CUTE’den elde edilen veriler sürecin bu kadar basit olmayabileceğini gösteriyor.

Çok sayıda lisans ve yüksek lisans öğrencisinden oluşan CUTE ekibi şu ana kadar yedi sıcak Jüpiter gözlemledi ve yenileri de yolda. Bazıları atmosferlerini kaybediyor gibi görünüyor, ancak diğerleri öyle değil.

Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı (LASP) ve Astrofizik ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde doçent olan Fransa, “Gezegenler her türlü şekilde geliyor gibi görünüyor” dedi.

CUTE’un bilim adamlarına, Samanyolu galaksisinde var olan pek çok gezegen türüne (Dünya’nın yakın komşularına hiç benzemeyenler de dahil) ilişkin saha kılavuzlarını oluşturmalarında yardımcı olduğunu ekledi.

Fransa, “Güneş sistemimizin evrendeki güneş sistemleri ailesine nasıl uyduğunu anlamak istiyoruz” dedi. “Bu, büyük gezegenleri, küçük gezegenleri, yaşam olan ve kesinlikle olmayanları ve bu gezegenlerde işleyen tüm önemli fiziksel süreçleri anlamak anlamına geliyor.”

Burası ısınıyor

CUTE’un bilimsel başarıya giden yolu kolay değildi.

Ne zaman uzay aracı ilk kez Dünya etrafındaki yörüngeye girdiFransa ve meslektaşları, birkaç aksaklık yaşandığını hemen fark ettiler; bu, daha önce uzaya hiç gönderilmemiş teknolojiyi sıklıkla test eden birçok küçük uydu veya CubeSats için normal bir sorundu. Bir durumda, CUTE’un teleskopunu koruyan deklanşör, olması gerekmediği halde aniden kapanıyordu.

Çok sayıda lisans ve yüksek lisans öğrencisinin yer aldığı ekip pes etmedi. Araştırmacılar uzay aracına kapağını açmasını emrettiler, ardından onu besleyen pili boşaltarak cihazın tekrar kapanmasını engellediler.

Fransa, “CUTE bugün hala çalışıyor ve veri topluyor” dedi. “İlk gerçek bilimsel sonuçlarımızı aldığımızda gerçekten heyecan vericiydi.”

CUTE, uzaktaki gezegenleri kendi yıldızlarının önünden geçerken gözlemliyor ve bu süreçte bu yıldızlardan gelen ultraviyole ışığın azalmasına neden oluyor. Bazı durumlarda uzay aracı o kadar hassastır ki, yıldız ışığının yalnızca %1 oranında azaldığını tespit edebilir.

İçinde Eylül ayında yayınlanan makale içinde Astrofizik Günlük Mektuplarıaraştırmacılar WASP-189b adlı bir dünyaya ilişkin gözlemlerini anlattılar. Bu gezegen, Dünya’dan 300 ışıkyılı veya binlerce trilyon mil uzakta, Terazi takımyıldızındaki bir yıldızın yörüngesinde dönüyor. Ekibin sonuçlarına göre, atmosferi yaklaşık 15.000 Fahrenheit dereceye ulaşan sıcaklıklarıyla aynı zamanda inanılmaz derecede sıcak. Bu, güneşin yüzeyinden binlerce derece daha sıcak.

CUTE’un gözlemleri ayrıca gazın WASP-189b çevresinden saniyede yaklaşık 400 milyon kilogramlık (yaklaşık 900 milyon pound) benzer şaşırtıcı bir hızla kaçtığını gösteriyor.

Gelişen gezegenler

CUTE’un ilk iki yılında incelediği gezegenlerin hepsi bu kadar heyecan verici değildi. Yayınlanmamış sonuçlarda ekip, MASCARA-4b adı verilen ve pek fazla gaz kaybetmeyen ikinci bir gezegeni gözlemledi. KELT-9b gibi diğerleri ise ortada bir yere düştü.

Fransa ve meslektaşları, sonuçlarının bazı gezegenlerin neden atmosferlerinin büyük bir kısmını kaybederken diğerlerinin çoğunlukla değişmeden kaldığını ortaya çıkarmaya yardımcı olabileceğini umuyor. Bunun, gezegenlerin kendilerinin (daha büyük gezegenler daha güçlü bir çekim kuvveti oluşturur) ve yıldızlarının dinamiklerinin (daha aktif yıldızlar muhtemelen sakin yıldızlardan daha fazla gezegenlere daha fazla zarar verir) bir kombinasyonu ile ilgili olduğundan şüpheleniyor.

Aynı süreçler, zaman içinde Dünya’nın güneş sisteminin hem içindeki hem de dışındaki gezegenleri potansiyel olarak şekillendiriyor. Örneğin bilim insanları, Mars’ın bir zamanlar çok daha kalın bir atmosfere ev sahipliği yaptığını ancak güneşin onu milyarlarca yıl boyunca aşındırdığını öne sürüyor.

Atmosferden kaçış aynı zamanda “süper Dünyalar” olarak bilinen ve bizim dünyamızdan biraz daha büyük olan bir gezegen sınıfının kökenini de açıklayabilir.

Fransa, “Süper Dünyaların, Neptün büyüklüğünde, geniş, kabarık atmosfere sahip gezegenler olarak başladığını, daha sonra o kadar çok kütle kaybettiklerini ve geriye yalnızca kayalık çekirdek ve muhtemelen ince bir atmosfer kaldığını gösteren birçok kanıt var” dedi.

CUTE’un en büyük mirasının öğrenciler üzerindeki etkisi olabileceğini söyledi. Misyonun yaklaşık 20 kişilik küçük ekibi, uyduyu inşa etmekten fırlatmaya, ona komutlar göndermeye, ardından bilimsel verileri indirip analiz etmeye kadar uzay aracının yaşamının neredeyse her aşamasına dahil oldu. CUTE şu anda Dünya yüzeyinin yaklaşık 326 mil (525 kilometre) üzerinde yörüngede dönüyor ve 2027 yılına kadar atmosfere yeniden girmesi bekleniyor.

Fransa, “Bütün bunlar büyük NASA görevlerinde, sadece çok daha büyük ölçekte olan şeylerdir” dedi. “Öğrencilerimiz ve kariyerinin başındaki bilim insanları, teklif aşamasından bilim ürününün ortaya çıkmasına kadar olan tüm süreçte tam deneyim elde ediyorlar.”