WASP-103b gezegeni ve ev sahibi yıldızının sanatçı izlenimi. Kredi bilgileri: ESA
ESA’lar ötegezegen Cheops misyonu, bir gün içinde ev sahibi yıldızının yörüngesinde dönen bir ötegezegenin, bir küreden çok bir rugby topuna benzeyen deforme olmuş bir şekle sahip olduğunu ortaya çıkardı. Bu, bir ötegezegenin deformasyonunun ilk kez tespit edilmesidir ve bu, yıldızlara sarılan bu gezegenlerin iç yapısına yeni bakış açıları sunar.
WASP-103b olarak bilinen gezegen, Herkül takımyıldızında yer almaktadır. Gezegen ile Güneş’ten yaklaşık 200 derece daha sıcak ve 1,7 kat daha büyük olan ev sahibi yıldızı WASP-103 arasındaki güçlü gelgit kuvvetleri tarafından deforme olmuştur.
gelgit römorkörü
Dünya okyanuslarında gelgitleri, esas olarak Ay’ın bizim yörüngemizde dönerken gezegenimizi hafifçe çekmesi nedeniyle yaşıyoruz. Güneş’in de gelgitler üzerinde küçük ama önemli bir etkisi vardır, ancak Dünya’dan gezegenimizde büyük deformasyonlara neden olmak için çok uzaktır. Aynı şey, dünyanın neredeyse iki katı büyüklüğünde bir gezegen olan WASP-103b için söylenemez. Jüpiter Kütlesinin 1,5 katı büyüklüğünde, yıldızının yörüngesini bir günden daha kısa bir sürede tamamlıyor. Gökbilimciler, bu kadar yakınlığın anıtsal gelgitlere neden olacağından şüpheleniyorlardı, ancak şimdiye kadar bunları ölçemediler.
Cheops, ragbi topu şeklinde bir ötegezegen ortaya çıkardı. Kredi bilgileri: ESA
ESA’nın Cheops uzay teleskobundan elde edilen yeni verilerle, daha önce elde edilmiş verilerle birleştirildi. NASA/ESA Hubble uzay teleskobu ve NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu’nun yardımıyla gökbilimciler, gelgit kuvvetlerinin ötegezegen WASP-103b’yi olağan bir küreden bir rugby topu şekline nasıl deforme ettiğini artık tespit edebildiler.
Cheops, ötegezegen geçişlerini ölçer – bizim açımızdan bir gezegen yıldızının önünden geçtiğinde meydana gelen ışık düşüşü. Normalde, ışık eğrisinin şeklini incelemek, gezegenin boyutu gibi ayrıntıları ortaya çıkaracaktır. Cheops’un yüksek hassasiyeti, uydunun bir hedefe dönmesini ve çoklu geçişleri gözlemlemesini sağlayan işaretleme esnekliği ile birlikte, gökbilimcilerin WASP-103b’nin gelgit deformasyonunun dakika sinyalini algılamasına izin verdi. Bu belirgin imza, gezegen hakkında daha fazlasını ortaya çıkarmak için kullanılabilir.
Paris Gözlemevi, Université Paris Sciences et Lettres ve araştırmanın ortak yazarı Jacques Laskar, “Cheops’un bu küçük deformasyonu gerçekten ortaya çıkarabilmesi inanılmaz” diyor. “Bu tür bir analiz ilk kez yapılıyor ve daha uzun bir zaman aralığında gözlem yapmanın bu gözlemi güçlendireceğini ve gezegenin iç yapısı hakkında daha iyi bilgiye yol açacağını umabiliriz.”
şişirilmiş gezegen
Ekip, kütlenin bir gezegen içinde nasıl dağıldığını ölçen bir parametreyi – Aşk sayısını – türetmek için WASP-103b’nin transit ışık eğrisini kullanabildi. Kütlenin nasıl dağıldığını anlamak, gezegenin iç yapısıyla ilgili ayrıntıları ortaya çıkarabilir.
Araştırmanın baş yazarı, Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço ve Porto Üniversitesi’nden Susana Barros, “Bir malzemenin deforme olmaya karşı direnci, bileşimine bağlıdır” diye açıklıyor. “Örneğin, burada Dünya’da Ay ve Güneş nedeniyle gelgitler var ama biz sadece okyanuslardaki gelgitleri görebiliyoruz. Kayalık kısım çok fazla hareket etmiyor. Gezegenin ne kadar deforme olduğunu ölçerek, ne kadarının kayalık, gaz veya su olduğunu söyleyebiliriz.”
WASP-103b’nin Aşk sayısı, WASP-103b’nin iki katı yarıçapa sahip olmasına rağmen, geçici olarak iç yapının benzer olduğunu öne süren Jüpiter’e benzer.
Susana, “Prensipte, Jüpiter’in kütlesinin 1,5 katı olan bir gezegenin kabaca aynı büyüklükte olmasını beklerdik, bu nedenle WASP-103b, yıldızından ve belki diğer mekanizmalardan kaynaklanan ısınma nedeniyle çok şişirilmiş olmalıdır” diyor Susana.
“İç yapısının ayrıntılarını gelecekteki gözlemlerle doğrulayabilirsek, belki onu bu kadar şişiren şeyin ne olduğunu daha iyi anlayabiliriz. Bu ötegezegenin çekirdeğinin boyutunu bilmek, nasıl oluştuğunu daha iyi anlamak için de önemli olacak.”
Aşk sayısındaki belirsizlik hala oldukça yüksek olduğu için, detayları deşifre etmek için Cheops ve James Webb Uzay Teleskobu (Webb) ile gelecekte yapılacak gözlemler gerekecek. Webb’in son derece yüksek hassasiyeti, ötegezegenlerin gelgit deformasyonlarının ölçümlerini iyileştirecek ve bu sözde “sıcak Jüpiterler” ile Güneş Sistemindeki dev gezegenler arasında daha iyi bir karşılaştırma yapılmasını sağlayacaktır.
gizemli hareket
Bir başka gizem de WASP-103b’yi çevreliyor. Bir yıldız ile Jüpiter boyutuna çok yakın bir gezegen arasındaki gelgit etkileşimleri genellikle gezegenin yörünge süresinin kısalmasına neden olur ve sonunda ana yıldız tarafından yutulmadan önce onu yavaş yavaş yıldıza yaklaştırır. Ancak, WASP-103b ölçümleri, yörünge periyodunun artmakta olabileceğini ve gezegenin yavaş yavaş yıldızdan uzaklaştığını gösteriyor. Bu, gelgit kuvvetlerinden başka bir şeyin bu gezegeni etkileyen baskın faktör olduğunu gösterir.
Susana ve meslektaşları, sistemin dinamiklerini etkileyen ev sahibine eşlik eden bir yıldız veya gezegenin yörüngesinin biraz eliptik olması gibi diğer potansiyel senaryolara baktılar. Bu senaryoları doğrulayamadılar, ancak onları da dışlayamadılar. Yörünge periyodunun aslında artmaktan ziyade azalıyor olması da mümkündür, ancak yalnızca WASP-103b’nin Cheops ve diğer teleskoplarla geçişlerinin ek gözlemleri bu gizemi aydınlatmaya yardımcı olacaktır.
ESA’nın Cheops Proje Bilimcisi Kate Isaak, “Bir ötegezegen transit ışık eğrisi üzerindeki gelgit deformasyonunun etkisinin boyutu çok küçüktür, ancak Cheops’un çok yüksek hassasiyeti sayesinde bunu ilk kez görebiliyoruz” diyor. “Bu çalışma, ötegezegen bilim adamlarının Cheops ile çözebilecekleri çok çeşitli soruların mükemmel bir örneği ve bu esnek takip görevinin önemini gösteriyor.”
Referans: SCC Barrosg, B. Akinsanmi, G. Boué, AMS Smith, J. Laskar, S. Ulmer-Moll, J. Lillo-Box, D tarafından “WASP-103b’nin 3 σ’da tidal deformasyonunun CHEOPS ile tespiti” Queloz, A. Collier Cameron, SG Sousa, D. Ehrenreich, MJ Hooton, G. Bruno, B.-O. Demory, ACM Correia, ODS Demangeon, TG Wilson, A. Bonfanti, S. Hoyer, Y. Alibert, R. Alonso, G. Anglada Escudé, D. Barbato, T. Bárczy, D. Barrado, W. Baumjohann, M. Beck, T. Beck, W. Benz, M. Bergomi, N. Billot, X. Bonfils, F. Bouchy, A. Brandeker, C. Broeg, J. Cabrera, V. Cessa, S. Charnoz, CCV Damme, MB Davies, M. Deleuil, A. Deline, L. Delrez, A. Erikson, A. Fortier, L. Fossati, M. Fridlund, D. Gandolfi, A. García Muñoz, M. Gillon, M. Güdel, KG Isaak, K. Heng, L. Kiss, A. Lecavelier des Etangs, M. Lendl, C. Lovis, D. Magrin, V. Nascimbeni, PFL Maxted, G. Olofsson, R. Ottensamer, I. Pagano, E. Palle, H Parviainen, G. Peter, G. Piotto, D. Pollacco, R. Ragazzoni, N. Rando, H. Rauer, I. Ribas, NC Santos, G. Scandariato, D. Ségransan, AE Simon, M. Steller, Gy . M. Szabó, N. Thomas, S. Udry, B. Ulmer, V. Van Grootel ve NA Walton, 11 Ocak 2022, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202142196