Webb Uzay Teleskobu, Ötegezegen K2-18 b’deki Önemli Molekülleri Tespit Etti

Veriler, olası sıvı okyanus yüzeyine sahip ötegezegenin ipuçlarını veriyor.

Yaşanabilir bölgenin atmosferinde karbon taşıyan moleküller keşfedildi dış gezegen K2-18 b, uluslararası gökbilimcilerden oluşan bir ekip tarafından NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu. Bu sonuçlar, hidrojen açısından zengin bir atmosferin altında okyanusla kaplı bir yüzey içerebilecek bir ötegezegenin varlığıyla tutarlıdır. Bu keşif, Güneş Sistemimizdeki hiçbir şeye benzemeyen bir gezegene büyüleyici bir bakış sağlıyor ve Evrenin başka yerlerindeki potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar hakkında ilginç olasılıklar ortaya çıkarıyor.

Webb’in NIRISS (Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrograf) ve NIRSpec (Yakın Kızılötesi Spektrograf) ile elde edilen K2-18 b’nin spektrumları, ötegezegenin atmosferinde bol miktarda metan ve karbondioksitin yanı sıra olası bir Dimetil sülfit (DMS) adı verilen molekül. Metan ve karbondioksitin tespiti ve amonyak eksikliği, K2-18 b’de hidrojen açısından zengin atmosferin altında bir su okyanusu olabileceği hipotezini desteklemektedir. Dünya’dan 8,6 kat daha büyük olan K2-18 b, yaşanabilir bölgedeki soğuk cüce yıldız K2-18’in yörüngesinde dönüyor ve Dünya’dan 120 ışıkyılı uzaklıkta yer alıyor. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI), Joseph Olmsted (STScI), Nikku Madhusudhan (IoA)

Webb, K2-18 b’nin Atmosferinde Metan ve Karbon Dioksiti Keşfetti

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu ile Dünya’dan 8,6 kat daha büyük bir ötegezegen olan K2-18 b’ye yönelik yeni bir araştırma, metan ve karbondioksit de dahil olmak üzere karbon taşıyan moleküllerin varlığını ortaya çıkardı. Webb’in keşfi, K2-18 b’nin, hidrojen açısından zengin bir atmosfere ve suyla kaplı bir yüzeye sahip olma potansiyeline sahip bir Hycean ötegezegeni olabileceğini öne süren son çalışmalara katkıda bulunuyor.

Bu yaşanabilir bölgedeki dış gezegenin atmosferik özelliklerine ilişkin ilk bilgi, NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan gözlemlerden geldi ve bu, o zamandan beri sistem hakkındaki anlayışımızı değiştiren daha ileri çalışmalara yol açtı.

K2-18 b, yaşanabilir bölgedeki soğuk cüce yıldız K2-18’in yörüngesinde dönüyor ve Aslan takımyıldızında, Dünya’dan 120 ışıkyılı uzaklıkta yer alıyor. Boyutları Dünya ile Dünya arasında olan K2-18 b gibi dış gezegenler Neptün, güneş sistemimizdeki hiçbir şeye benzemiyor. Yakınlarda eşdeğer gezegenlerin bulunmaması, bu ‘Neptün altlarının’ yeterince anlaşılmadığı anlamına geliyor ve atmosferlerinin doğası gökbilimciler arasında aktif bir tartışma konusu.

Ötegezegen Yaşamına Etkileri

Neptün altı K2-18 b’nin bir Hycean ötegezegeni olabileceği iddiası ilgi çekici çünkü bazı gökbilimciler bu dünyaların ötegezegenlerde yaşam için kanıt aramak için umut verici ortamlar olduğuna inanıyor.

Cambridge Üniversitesi’nden gökbilimci ve bu sonuçları açıklayan makalenin baş yazarı Nikku Madhusudhan, “Bulgularımız, başka yerlerde yaşam arayışında çeşitli yaşanabilir ortamları dikkate almanın öneminin altını çiziyor” dedi. “Geleneksel olarak dış gezegenlerde yaşam arayışı öncelikle daha küçük kayalık gezegenlere odaklanıyordu, ancak daha büyük Hycean dünyaları atmosferik gözlemler için önemli ölçüde daha elverişli.”

Metan ve karbondioksitin bolluğu ve amonyak eksikliği, K2-18 b’de hidrojen açısından zengin atmosferin altında bir su okyanusu olabileceği hipotezini desteklemektedir. Bu ilk Webb gözlemleri aynı zamanda dimetil sülfit (DMS) adı verilen bir molekülün olası bir tespitini de sağladı. Dünya’da bu yalnızca yaşam tarafından üretilir. Dünya atmosferindeki DMS’nin büyük bir kısmı deniz ortamlarındaki fitoplanktonlardan yayılır.

DMS’nin çıkarımı daha az sağlamdır ve daha fazla doğrulama gerektirir.

Madhusudhan, “Yaklaşan Webb gözlemleri, DMS’nin K2-18 b’nin atmosferinde gerçekten önemli seviyelerde mevcut olup olmadığını doğrulayabilecektir” diye açıkladı.

Ötegezegen Atmosferlerinin Karakterizasyonu

K2-18 b’nin yaşanabilir bölgede yer almasına ve artık karbon taşıyan molekülleri barındırdığı bilinmesine rağmen, bu, gezegenin yaşamı destekleyebileceği anlamına gelmiyor. Gezegenin büyük boyutu (yarıçapı Dünya’nın yarıçapının 2,6 katı), gezegenin iç kısmının muhtemelen Neptün gibi yüksek basınçlı buzdan oluşan büyük bir manto içerdiği, ancak daha ince, hidrojen açısından zengin bir atmosfere ve okyanus yüzeyine sahip olduğu anlamına geliyor. Hycean dünyalarının su okyanuslarına sahip olduğu tahmin ediliyor. Ancak okyanusun yaşanamayacak veya sıvı olamayacak kadar sıcak olması da mümkündür.

Cardiff Üniversitesi’nden ekip üyesi Subhajit Sarkar, “Güneş sistemimizde bu tür bir gezegen bulunmamasına rağmen, Neptün altılar galakside şu ana kadar bilinen en yaygın gezegen türüdür” dedi. “Neptün’ün yaşanabilir bölgesi için bugüne kadarki en ayrıntılı spektrumu elde ettik ve bu, onun atmosferinde var olan moleküller üzerinde çalışmamıza olanak sağladı.”

K2-18 b gibi dış gezegenlerin atmosferlerini karakterize etmek, yani gazlarını ve fiziksel koşullarını belirlemek, astronomide çok aktif bir alandır. Bununla birlikte, bu gezegenler, çok daha büyük ana yıldızlarının parıltısı nedeniyle kelimenin tam anlamıyla gölgede kalıyor ve bu da dış gezegen atmosferlerini keşfetmeyi özellikle zorlaştırıyor.

Ekip, K2-18 b’nin ana yıldızından gelen ışığı ötegezegenin atmosferinden geçerken analiz ederek bu zorluğun üstesinden geldi. K2-18 b, geçiş yapan bir ötegezegendir; bu, ev sahibi yıldızın yüzünden geçerken parlaklıktaki bir düşüşü tespit edebileceğimiz anlamına gelir. Dış gezegen ilk kez 2015 yılında NASA’nın K2 misyonuyla bu şekilde keşfedildi. Bu, geçişler sırasında yıldız ışığının çok küçük bir bölümünün Webb gibi teleskoplara ulaşmadan önce ötegezegenin atmosferinden geçeceği anlamına geliyor. Yıldız ışığının ötegezegenin atmosferinden geçişi, gökbilimcilerin ötegezegenin atmosferindeki gazları belirlemek için bir araya getirebilecekleri izler bırakıyor.

James Webb’in Yetenekleri ve Gelecek Araştırmaları

Madhusudhan, “Bu sonuç, yalnızca iki geçişle spektral özelliklerin sağlam bir şekilde tespit edilmesini sağlayan Webb’in genişletilmiş dalga boyu aralığı ve benzeri görülmemiş duyarlılığı sayesinde mümkün oldu” dedi. “Karşılaştırma yapmak gerekirse, Webb ile yapılan bir geçiş gözlemi, Hubble ile birkaç yılda ve nispeten dar bir dalga boyu aralığında gerçekleştirilen sekiz gözlemle karşılaştırılabilir bir hassasiyet sağladı.”

Cambridge Üniversitesi’nden ekip üyesi Savvas Constantinou, “Bu sonuçlar, K2-18 b’ye ilişkin yalnızca iki gözlemin ürünüdür ve çok daha fazlası da yolda” dedi. “Bu, buradaki çalışmamızın, Webb’in yaşanabilir bölgedeki dış gezegenlerde gözlemleyebileceklerinin yalnızca erken bir gösterimi olduğu anlamına geliyor.”

Ekibin sonuçları yayınlanmak üzere kabul edildi. Astrofizik Günlük Mektupları.

Ekip şimdi, bulgularını daha da doğrulayacağını ve K2-18 b’deki çevresel koşullar hakkında yeni bilgiler sağlayacağını umdukları teleskobun MIRI (Orta Kızılötesi Enstrüman) tayfçekeri ile takip araştırması yürütmeyi planlıyor.

Madhusudhan sözlerini şöyle tamamladı: “Nihai hedefimiz, evrendeki yerimize dair anlayışımızı değiştirecek, yaşanabilir bir dış gezegende yaşamın tanımlanmasıdır.” “Bulgularımız, bu arayışta Hycean dünyalarının daha derin anlaşılmasına yönelik umut verici bir adımdır.”

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Güneş sistemimizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını, kökenlerini ve onun içindeki yerimizi araştırıyor. Webb, NASA’nın ortakları ESA ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.