Beyaz cüceler yaşamı destekleyebilir. Peki tüm gezegenleri nerede?

Gökbilimciler enkaz diskleriyle çevrelenmiş çok sayıda beyaz cüce yıldız buldular. Bu diskler, yıldızın evrimi sırasında yok ettiği gezegenlerin kalıntılarıdır. Ancak bir beyaz cücenin yörüngesinde dönen, Jüpiter büyüklüğünde sağlam bir gezegen buldular.

Daha fazla beyaz cüce gezegen var mı? Beyaz cücelerin çevresinde karasal, Dünya benzeri gezegenler var olabilir mi?

Beyaz cüce (WD), güneşimiz gibi bir zamanlar çok daha büyük olan bir anakol yıldızının yıldız kalıntısıdır. Güneşimizle aynı kütle aralığındaki bir yıldız anakoldan ayrıldığında şişer ve kırmızı dev haline gelir. Kırmızı dev yaşlandıkça ve nükleer yakıtı tükendikçe, Hubble fotoğraflarında herkesin gördüğü, genişleyen iyonize gazdan oluşan parıldayan bir örtü olan gezegenimsi bir nebula olarak dış katmanlarını bırakıyor. Yaklaşık 10.000 yıl sonra gezegenimsi bulutsu dağılır ve geriye kalan tek şey, kaybolan görkemin merkezinde tek başına bir beyaz cüce olur.

Beyaz cüceler son derece yoğun ve masiftir ancak yalnızca Dünya kadar büyüktür. Füzyon ömürlerini geride bıraktılar ve yalnızca artık ısı yayıyorlar. Ama yine de ısı ısıdır ve beyaz cücelerin çok yakın olmalarına rağmen yaşanabilir bölgeleri olabilir.

Gökbilimciler çoğu yıldızın gezegenleri olduğundan oldukça eminler. Ancak bu gezegenler, ana diziyi geride bırakıp kırmızı dev haline gelen bir yıldızın yörüngesinde döndüklerinde tehlikeyle karşı karşıyadır. Bu, gezegenlere zarar verebilir, bazılarını tüketebilir ve diğerlerini gelgit kesintileriyle parçalayabilir. Bazı beyaz cüceler enkaz diskleriyle çevrilidir ve bunlar yalnızca yıldızın kırmızı cüce aşamasında yıldız tarafından parçalanan gezegenlerin kalıntıları olabilir.

Ancak 2020’de araştırmacılar, beyaz cüce WD1054-226’nın etrafındaki yaşanabilir bölgedeki enkaz diski arasında sağlam bir gezegenin keşfedildiğini duyurdu. Eğer biri varsa, muhtemelen dışarıda bir yerlerde başkaları da vardır. Neden onları bulamadık? Ve bulduğumuz ilk gezegenin Jüpiter kütleli bir gezegen olması, WD dış gezegen popülasyonunun onların hakimiyetinde olduğu anlamına mı geliyor?

A yeni kağıt üzerinde yayınlandı arXiv ön baskı sunucusu beyaz cücelerin etrafındaki dış gezegenler konusunu inceliyor ve kayalık beyaz cüce gezegenlerin neden nadir göründüğünü soruyor. “WD 1856 b’nin devasa doğası, geçiş yapan kayalık gezegenlerin beyaz cücelerin çevresinde nadir olduğunu ima ediyor” başlıklı makale, yayınlanmak üzere kabul edildi. Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri. Yazar, New York’taki Columbia Üniversitesi Astronomi Bölümü’nde Yardımcı Doçent olan David Kipping’dir.

Beyaz cüceler uzun ömürlü ve kararlıdır. Yani yaşanabilir bölgeleri güneşimiz gibi bir yıldızın etrafındaki bölgeden çok daha küçük olsa da hâlâ varlar. Teorik olarak bu yaşanabilir bölgelerdeki gezegenler yaşamı destekleyebilir.

Bir beyaz cücenin etrafında kesin olarak bildiğimiz tek sağlam gezegen, NASA’nın TESS uzay aracı tarafından tespit edildi ve bu çok büyük: 13,8 Jüpiter kütlesi.

Kipping, “Hem ötegezegen demografisi hem de teorik simülasyonlar (“alttan ağır” yarıçap dağılımı) tarafından belirtilen, karasallara kıyasla dev gezegenlerin göreceli olarak azlığı göz önüne alındığında, bu belki de biraz şaşırtıcıdır, ” diye açıklıyor.

Bu ifade okuyuculara şaşırtıcı gelebilir. NASA’nın Ötegezegen Kataloğuna hızlı bir bakış, 5.535 onaylanmış ötegezegenin olduğunu gösterir; Bunlardan 1.898’i Neptün benzeri, 1.756’sı ise gaz devleridir. Bunlardan yalnızca 1.675’i Süper Dünya ve yalnızca 199’u karasal. Kipping’in ötegezegen dağılımının “taban ağırlıklı” olduğu, yani küçük yarıçaplı gezegenlerin büyük yarıçaplı gezegenlerden daha fazla olduğu yönündeki açıklaması bu açıdan bakıldığında kafa karıştırıcı görünüyor.

Ancak ölçülen rakamlarımız gerçekte orada olanı yansıtmıyor. Dış gezegenleri bulmak için kullandığımız her tespit yönteminin kendi seçim eğilimi vardır. Kısacası: Sadece bulduğumuzu biliyoruz. Orada gerçekte ne olduğunu bilmiyoruz.

“…bir tane var ortaya çıkan görünüm Jüpiter büyüklüğündeki gezegenlerin gezegen nüfusunun azınlığını temsil ettiği. Bu nedenle, bir WD’nin etrafında tespit edilen ilk geçiş gezegeninin dev bir gezegen olduğunun bulunması gerçeği biraz şaşırtıcı,” diye yazıyor Kipping. WD 1856 b, onaylanmış tek beyaz cüce gezegen olabilir, ancak başka adaylar da var ve bunların çoğu da var. aynı zamanda Jüpiter büyüklüğünde veya daha yüksek gezegenlerdir.

Kipping’e göre bir beyaz cücenin çevresinde devasa bir gaz devi bulmanın sonuçları endişe verici. Kipping, “İma edilen hipotez, geçiş yapan WD kayalık gezegenlerinin nadir olduğu yönündedir” diye yazıyor.

Beyaz cücelerin çevresinde küçük karasal gezegenler olduğuna dair çok sayıda kanıt var. Ancak kanıt, yok edilen karasal gezegenlerden gelen kayalık enkaz disklerinde. Bu, bu gezegenlerin orada olduğunu gösteriyor, ancak o zaman soru şu oluyor: Yaşanabilir bölgelerde sağlam olanlar var mı? WD 1856 b’nin tespiti bize karasal WD gezegenlerinin varlığı hakkında bir şeyler söylüyor mu?

Küçük gezegenlere ilişkin kanıtları WD 1856 b’nin tespiti ile uzlaştırmanın iki yolu vardır.

İlk olarak, küçük kayalık gezegenlerin ya da devasa Jüpiter+ kütleli gezegenlerin WD dış gezegen popülasyonuna hakim olmasının gerekli olmasının mutlak bir nedeni yok. Kipping, “Belki de dağılım, en beklenmedik gezegen yarıçapını temsil eden bir yarıçapta döner ve sonra yeniden zirveye ulaşır” diye yazıyor. Sonsuz sayıda dağıtım olabilir; henüz bilmiyoruz.

Uzlaştırmanın diğer yolu ise basittir. “İkinci bir olasılık da WD 1856 b’nin sadece bir rastlantı olduğudur. Belki gerçekten de taban ağırlıklı bir dağılım vardır ve WD 1856 b boyutlu bir ötegezegenin geçiş sırasında ortaya çıkan ilk gezegen olması gerçekten de son derece ihtimal dışıdır.” Bu, tek bir veri noktasıyla çalışmanın zorluğudur.

Kipping, ilk WD gezegeninin büyük bir gezegen olma ihtimalini %0,37 olarak hesapladı. Bu son derece nadirdir, ancak bu mutlaka güvenilir sonuçlara yol açmaz. Kipping şöyle yazıyor: “Bu kesinlikle ilginç, ama pek de bunaltıcı değil; astronomi tarihinde, yeterli zaman verildiğinde beklenmedik olaylar meydana gelebilir ve gelecektir.”

Peki bu bizi nereye bırakıyor? Tek bir WD gezegen tespitimiz var ve bu çok büyük bir gaz devi, ancak WD’lerin çevresinde karasal gezegenlerden gelmiş olması gereken çok sayıda kayalık enkaz diskimiz var. Bu, WD’lerin etrafındaki küçük kayalık gezegenlerin nadir olduğu hipotezini nereye bırakıyor?

Kipping, “Bu nedenlerden dolayı hipotezimizin hiçbir şekilde inançla kurulduğunu düşünmüyoruz” diye yazıyor.

Belki de bu, ilginç olmasına rağmen yalnızca yanlış sonuçlara yol açabilecek şeylerden biridir. Çoğu zaman olduğu gibi daha fazla veriye ihtiyacımız var. “WD’lerin etrafındaki karasal gezegenleri aramaya yönelik devam eden ve gelecekteki çabaları iptal etmek kesinlikle erken olacaktır.”

Beyaz cüce ötegezegen bilimi henüz emekleme aşamasındadır. Ancak umut taşıyor çünkü WD’ler çok istikrarlı ve uzun ömürlü. Yaşanabilir bölgeleri de öyle.

Beyaz cüceler yıldızlar arasında benzersizdir çünkü yarıçapları Dünya’nınkiyle aynıdır. Diğer yıldızlardan daha küçüktürler ve bu, Dünya boyutundaki gezegenlerin tespitini kolaylaştırabilir. Ayrıca, çok daha büyük yıldızların etrafında daha zor olabilecek biyolojik imzaların potansiyel tespiti de dahil olmak üzere atmosferik çalışmayı da kolaylaştırabilir.

Kipping’in WD’lerin çevresinde karasal gezegenlerin nadir olduğu yönündeki hipotezi kolayca test edilebilir. Odaklanmış bir araştırma şüphesiz beyaz cücelerin etrafındaki gezegenlerin gerçek popülasyonunu ortaya çıkarmaya başlayacaktır.

Beyaz cücelerin etrafında Dünya’ya benzer daha fazla dünya bulursak, bu yaşanabilirlik için başka bir yol açar ve evrende yaşamın devam etmesi için daha fazla potansiyel açar.