Bir sanatçının, yıldızının yörüngesinde o kadar yakından dönen ve tüm yüzeyi yaklaşık 2.000 santigrat dereceye ulaşan bir lav okyanusu olan Janssen gezegeni izlenimi. Kredi bilgileri: ESA/Hubble, M. Kornmesser
Yeni ultra hassas ölçümler, yörünge yolunu ortaya koyuyor[{” attribute=””>exoplanet 55 Cancri e (55 Cnc e), a scorchingly hot super-Earth closely circling a distant star.
New research sheds light on how the “hell planet” got so devilishly hot and how other worlds might become too toasty for life. That rocky world, 55 Cnc e (nicknamed “Janssen”), orbits its star so closely that a year lasts just 18 hours, its surface is a giant lava ocean, and its interior may be chock-full of diamond.
A new tool called EXPRES provided these fresh insights on this exoplanet. It captured ultra-precise measurements of the starlight shining from Janssen’s sun, known as Copernicus or 55 Cnc. The light measurements ever-so-slightly shifted as Janssen moved between Earth and the star (an effect akin to our moon blocking the sun during a solar eclipse).
By analyzing those measurements, astronomers discovered that Janssen orbits Copernicus along the star’s equator — unlike Copernicus’ other planets, which are on such different orbital paths that they never even cross between the star and Earth. The researchers reported their findings on December 8 in the journal Nature Astronomy.
Bunun anlamı, Janssen’in muhtemelen daha uzakta nispeten daha soğuk bir yörüngede oluştuğu ve zaman içinde yavaşça Kopernik’e doğru düştüğüdür. Janssen yaklaştıkça, Copernicus’tan gelen daha güçlü kütleçekimi gezegenin yörüngesini değiştirdi.
Flatiron Institute’s Center’da araştırma görevlisi olan çalışmanın baş yazarı Lily Zhao, “Bulduğumuz en fazla gezegene sahip sistemlerden biri olan bu çoklu gezegen sisteminin mevcut durumuna nasıl geldiğini öğrendik” diyor. New York’ta Hesaplamalı Astrofizik (CCA).
Zhao, orijinal yörüngesinde bile gezegenin “muhtemelen o kadar sıcaktı ki, farkında olduğumuz hiçbir şey yüzeyde hayatta kalamaz” diyor. Yine de yeni bulgular, bilim adamlarının gezegenlerin zaman içinde nasıl oluştuğunu ve hareket ettiğini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Bu tür bilgiler, evrende Dünya benzeri ortamların ne kadar yaygın olduğunu ve dolayısıyla dünya dışı yaşamın ne kadar bol olabileceğini bulmak için kritik öneme sahiptir.
Dış gezegen 55 Cnc e’nin (“Janssen” lakaplı ve siyah bir noktayla temsil edilen) yıldızının yörüngesinde nasıl döndüğünü araştıran yeni bir çalışmadan Copernicus yıldızının (büyük daire) bir diyagramı. Araştırma, gezegenin yörüngesinin (eğimli yatay çizgi) yıldızın ekvatoruyla büyük ölçüde aynı hizada olduğunu ortaya çıkardı. Bu yeni bilgi, ev sahibi yıldızın ışığının hassas ölçümlerinden elde edildi. Janssen yıldız ve Dünya arasında hareket ederken, ölçülen yıldız ışığı azalır. Yıldızın gözlemlenen renginde ortaya çıkan değişiklik, Janssen yıldızının hangi yarısının geçtiğine bağlıdır. Doppler etkisi nedeniyle, Dünya’ya doğru dönen yarımküre biraz daha mavidir, zıt yönde dönen yarımküre biraz daha kırmızıdır ve ortası değişmez. Kredi: L. Zhao ve diğerleri/Nature Astronomy 2022
Ne de olsa güneş sistemimiz, evrende yaşamın var olduğunu bildiğimiz tek yerdir. Aynı zamanda bir gözleme kadar düz – aynı gaz ve toz diskinden oluşan tüm gezegenler birbirinin birkaç derecelik yörüngesinde dönüyor. Ötegezegen avlama misyonları uzak yıldızların etrafındaki dünyaları keşfetmeye başladığında, ev sahibi yıldızlarının yörüngesinde düz bir düzlemde olmayan birçok gezegen buldular. Bu, pankek benzeri güneş sistemimizin gerçekten nadir olup olmadığı sorusunu gündeme getirdi.
Copernicus’un Dünya’dan 40 ışıkyılı uzaklıkta bulunan gezegen sistemi, ne kadar iyi çalışılmış ve karmaşık olduğu göz önüne alındığında özellikle ilgi çekicidir: bir kırmızı cüce yıldız. Aslında Janssen, bir anakol yıldızı etrafında keşfedilen ilk ‘süper Dünya’ydı. Janssen, Dünya’ya benzer bir yoğunluğa sahip ve muhtemelen kayalık olsa da, yaklaşık sekiz kat daha büyük ve iki kat daha geniş.
Keşfi ve onaylanması üzerine Janssen, ultra kısa dönemli bir gezegenin bilinen ilk örneği oldu. Janssen’in yörüngesinin minimum yarıçapı kabaca 2 milyon kilometredir. (Karşılaştırma için, Merkür’ünki 46 milyon kilometre ve Dünya’nınki yaklaşık 147 milyon kilometredir.) Janssen’in yörüngesi Kopernik’in etrafında o kadar dar ki, bazı astronomlar ilk başta onun varlığından şüphe ettiler.
Bir sanatçının, yıldızının yörüngesinde o kadar yakından dönen ve tüm yüzeyi yaklaşık 2.000 santigrat dereceye ulaşan bir lav okyanusu olan Janssen gezegeni (turuncu daire) hakkındaki izlenimi. Kredi bilgileri: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Vakfı
Janssen’in Kopernik etrafındaki yolunu belirlemek, gezegenin tarihi hakkında çok şey ortaya çıkarabilir, ancak bu tür ölçümler yapmak inanılmaz derecede zordur. Gökbilimciler, gezegen yıldız ile Dünya arasına her girdiğinde Kopernik’in parlaklığında meydana gelen düşüşü ölçerek Janssen’i incelediler.
Bu yöntem size gezegenin hangi yönde hareket ettiğini söylemez. Bunu bulmak için gökbilimciler hız kameralarında kullanılan aynı Doppler efektinden yararlanırlar. Bir ışık kaynağı size doğru hareket ettiğinde, gördüğünüz ışığın dalga boyu daha kısadır (dolayısıyla daha mavidir). Uzaklaştığında, frekans daha geniş bir şekilde kayar ve ışık daha kırmızı olur.
Kopernik dönerken, yıldızın yarısı bize doğru dönüyor, diğer yarısı da uzaklaşıyor. Bu, yıldızın yarısının biraz daha mavi ve diğer yarısının biraz daha kırmızı olduğu anlamına gelir (ve ortadaki boşluk kaydırılmamıştır). Böylece astronomlar, Janssen’in yörüngesini, ışığı daha kırmızı, daha mavi ve değişmemiş orta kısımdan ne zaman engellediğini ölçerek takip edebilirler.
Bununla birlikte, yıldız ışığında ortaya çıkan fark, neredeyse ölçülemeyecek kadar küçüktür. Ekipler daha önce denemiş ancak gezegenin yörünge yolunu tam olarak belirleyememişti. Yeni araştırmadaki atılım, Arizona’daki Lowell Gözlemevi’nin Lowell Discovery Telescope’undaki EXtreme PREcision Spektrometresinden (EXPRES) geldi. Adının hakkını veren spektrometre, ışığın küçük kırmızı ve mavi kaymalarını fark etmek için gereken hassasiyeti sunuyordu.
EXPRES ölçümleri, Janssen’in yörüngesinin, Janssen’i kardeşleri arasında benzersiz kılan bir yol olan Copernicus’un ekvatoruyla kabaca aynı hizada olduğunu ortaya çıkardı.
Önceki araştırmalar, kırmızı cücenin yakın yörüngesinin, gezegenlerin Copernicus’a göre yanlış hizalanmasına neden olduğunu gösteriyor. Yeni çalışmada araştırmacılar, gök cisimleri arasındaki etkileşimlerin Janssen’i bugünkü cehennem konumuna kaydırdığını öne sürüyorlar. Janssen, Copernicus’a yaklaştıkça, yıldızın yerçekimi giderek daha baskın hale geldi. Copernicus döndüğü için, merkezkaç kuvveti orta bölümünün hafifçe dışa doğru şişmesine ve üst ve alt kısmının düzleşmesine neden oldu. Bu asimetri, Janssen’in hissettiği yerçekimini etkiledi ve gezegeni yıldızın daha kalın ekvatoruyla aynı hizaya getirdi.
Janssen’in geçmişi aydınlatıldığında, Zhao ve meslektaşları şimdi diğer gezegen sistemlerini incelemeyi planlıyor. “Bizimkine benzer gezegen sistemleri bulmayı ve bildiğimiz sistemleri daha iyi anlamayı umuyoruz” diyor.
Referans: Lily L. Zhao, Vedad Kunovac, John M. Brewer, Joe Llama, Sarah C. Millholland, Christina Hedges, Andrew E. Szymkowiak tarafından yazılan “Ultra kısa dönemli süper Dünya 55 Cancri e’nin ölçülen dönüş-yörünge hizalaması” , Rachael M. Roettenbacher, Samuel HC Cabot, Sam A. Weiss ve Debra A. Fischer, 8 Aralık 2022, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-022-01837-2
Zhao, yeni makaleyi Lowell Gözlemevi’nden Vedad Kunovac ve Joe Llama ile birlikte yazdı; San Francisco Eyalet Üniversitesi’nden John Brewer; Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Sarah Millholland; Maryland Üniversitesi’nden Christina Hedges ve NASAGoddard Uzay Uçuş Merkezi; ve Andrew Szymkowiak, Rachael Roettenbacher, Samuel Cabot, Sam Weiss ve Debra Fischer Yale Üniversitesi.