Gezegen XO-3b, muhtemelen gezegenin içinin ana yıldızının yerçekimi tarafından sıkışmasının neden olduğu gelgit ısınmasından kaynaklanan bir iç ısı kaynağına sahiptir. Bu, gezegenin hafif eliptik yörüngesi (sağda gösterilmiştir) ile artırılabilir, yani daireselden daha oval şekillidir. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Kızılötesi gözlemevi, güneş sistemimizin dışındaki gezegenler veya dış gezegenler hakkında, nasıl oluştukları ve atmosferlerinde havayı neyin yönlendirdiği de dahil olmak üzere soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir.
verilerini kullanan iki yeni çalışma NASA‘ın emekliye ayrılan Spitzer Uzay Teleskobu, tam olarak yıldız olmayan ama tam olarak gezegen de olmayan dev ötegezegenlere ve kahverengi cücelere ışık tutuyor. Her iki çalışma da, 13 Ocak’ta Amerikan Astronomi Derneği tarafından düzenlenen sanal haber konferanslarının odak noktasıydı.
Bir araştırma, yıldızlar gibi oluşan ancak yıldızların yaptığı gibi çekirdeklerinde hidrojen yakmaya başlamak için yeterli kütleye sahip olmayan kahverengi cüceler üzerindeki havanın yaşa göre değiştiğini gösteriyor. Kahverengi cüceler ve dev ötegezegenler çap, kütle ve bileşim bakımından benzerdir, bu nedenle birinin atmosferik özelliklerini anlamak diğerininkiler hakkında fikir verebilir.
İkinci çalışma, ana yıldızlarına son derece yakın yörüngede dönen gaz ötegezegenleri olan sıcak Jüpiterlere bakan bir çalışma grubuna aittir. Bu devasa gezegenler nasıl oluştu ve farklı oluşum hikayelerine sahip sıcak Jüpiterlerin alt sınıfları olabilir mi? Cevapları aramak için, çalışma yazarları baktı ötegezegen XO-3b, nadir görülen bir sıcak örnek Jüpiter ev sahibi yıldızına daha yakın göç ederken gözlendi.
ötegezegen Analogları
Yaş genellikle insanlarda istikrar getirir ve bu kozmik nesneler için de geçerli gibi görünüyor. New York’taki Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’nde bir astrofizikçi olan Johanna Vos, Astrophysical Journal’da yayınlanan bir Spitzer araştırmasını tartışacak ve genç kahverengi cücelerde yaşlılara kıyasla hava koşullarında daha fazla değişkenlik bulmuştur.
Kahverengi cücelerle ilgili olarak, kelime değişkenlik nesnenin atmosferinden gelen farklı dalga boylarındaki kızılötesi ışığın yoğunluğundaki kısa vadeli değişiklikleri ifade eder. Gökbilimciler, bu varyasyonların atmosferdeki ışığı yansıtan ve emen bulutlardan kaynaklandığını düşünüyor.
Yüksek değişkenlik, belki de Jüpiter’in Büyük Kırmızı Noktası gibi – yüzlerce yıldır dönen Dünya’dan daha büyük bir fırtına gibi, önemli bir atmosferik özelliği gösterebilir. Ayrıca, atmosferdeki büyük sıcaklık farklılıkları veya türbülans (bazen güçlü rüzgarların neden olduğu) gibi birden çok nedeni olabilen, hızla değişen bir atmosfere de işaret edebilir.
Bu çizim, bir kahverengi cücenin atmosferinde bulutların nasıl görünebileceğini göstermektedir. NASA’nın emekli Spitzer Uzay Teleskobu’nu kullanan bilim adamları, kahverengi cüce atmosferlerinde bulutları ve diğer hava özelliklerini tespit edebildiler. Kredi: NASA/JPL-Caltech/IPAC/T. pil
Yazarlar, genç kahverengi cüceleri eski Spitzer’in daha yaşlı kahverengi cücelerle ilgili gözlemleriyle karşılaştırarak, genç nesnelerin atmosferik çeşitlilik gösterme olasılığının daha yüksek olduğunu buldu. Ayrıca, genç kahverengi cücelerde varyasyonların daha büyük ve daha dramatik olduğunu buldular. Vos ve meslektaşları, farkı kahverengi cücelerin gençken daha kabarık olmalarına, ancak yaşlandıkça daha kompakt hale gelmelerine ve bu da muhtemelen atmosferin daha tekdüze görünmesine bağlıyor.
Genç kahverengi cüceler, çapları, kütleleri ve bileşimleri, öncelikle gazdan oluşan dev ötegezegenlere benzer. Ancak büyük ötegezegenleri incelemek, ana yıldızlarının yakın mevcudiyeti nedeniyle karmaşıktır: Arkadaş gezegenin atmosferini ışınlar, bu da sıcaklığı ve hatta kimyayı değiştirir ve hava durumunu etkiler. Yıldızdan gelen parlak ışık, çok daha sönük olan gezegeni görmeyi de zorlaştırıyor.
Kahverengi cüceler ise bir tür kontrol grubu olarak hareket edebilir ve uzayda izole olarak gözlemlenebilir. Çalışmanın yazarları, yeni bulguyu kahverengi cüce ve dev ötegezegen atmosferlerinin yaşla birlikte nasıl geliştiğine dair modellere dahil etmeyi planlıyor.
göç eden devler
Sıcak Jüpiterler, üzerinde en çok çalışılan ötegezegen türü olsa da, nasıl oluştuklarına dair büyük sorular var. Örneğin, bu gezegenler ana yıldızlarından uzakta mı – su gibi moleküllerin katı hale gelmesi için yeterince soğuk olduğu bir mesafede – veya daha yakın mı? İlk senaryo, kendi güneş sistemimizdeki gezegenlerin nasıl doğduğuna dair teorilerle daha iyi uyuyor, ancak bu tür gezegenleri ana yıldızlarına bu kadar yakın göç etmeye neyin iteceği belirsizliğini koruyor.
Montreal’deki McGill Üniversitesi’nde bir ötegezegen bilimcisi olan Lisa Dang ve meslektaşları, bilinen hemen hemen tüm diğer sıcak Jüpiterlerin dairesel yörüngesinden ziyade eksantrik (oval) bir yörüngeye sahip olan XO-3b adlı bir ötegezegeni incelemek için Spitzer verilerini kullandılar. Eksantrik yörünge, XO-3b’nin yakın zamanda ana yıldızına doğru göç etmiş olabileceğini gösteriyor; eğer durum buysa, sonunda daha dairesel bir yörüngeye yerleşecektir.
Bir ESA (Avrupa Uzay Ajansı) uzay gözlemevi olan Gaia ve Spitzer tarafından yapılan gözlemler, gezegenin kendi ısısının bir kısmını ürettiğini öne sürüyor, ancak bilim adamları nedenini bilmiyorlar. Spitzer verileri ayrıca placesnet’in iklim düzenlerinin bir haritasını da sağlar. Aşırı sıcaklığın, gelgit ısıtması adı verilen bir yöntemle gezegenin içinden geliyor olması mümkündür. Düzensiz yörünge gezegeni daha uzağa ve sonra yıldıza yaklaştırdıkça, yıldızın gezegendeki yerçekimi sıkışması salınım yapar. İç basınçta meydana gelen değişiklikler ısı üretir.
Dang için, alışılmadık bir sıcak Jüpiter, bu ötegezegenlerde hangi oluşum süreçlerinin belirli özellikler üretebileceğine dair fikirleri test etme fırsatı sunuyor. Örneğin, diğer sıcak Jüpiterlerdeki gelgit ısınması da son zamanlardaki göçün bir işareti olabilir mi? XO-3b tek başına gizemi çözmeyecek, ancak bu kavurucu devler hakkında ortaya çıkan fikirler için önemli bir test görevi görüyor.
Misyon Hakkında Daha Fazla Bilgi
Spitzer’in ömrü boyunca topladığı tüm bilimsel veriler, Spitzer veri arşivi, Pasadena, California’daki Caltech’teki IPAC’deki Kızılötesi Bilim Arşivinde barındırılmaktadır. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı, NASA’nın Washington’daki Bilim Misyonu Müdürlüğü için Spitzer Uzay Teleskobu görevini yönetti.
IPAC’daki Spitzer Bilim Merkezi’nde bilim operasyonları gerçekleştirildi. Uzay aracı operasyonları, Colorado, Littleton’daki Lockheed Martin Space’e dayanıyordu.