Kepler Uzay Teleskobu’ndan elde edilen verileri kullanan araştırmacılar, bazı dış gezegenlerin, muhtemelen çekirdeklerinden gelen radyasyonun neden olduğu atmosfer kaybı nedeniyle küçüldüğünü buldu. Bu keşif, dış gezegenlerde gözlemlenen boyut farkının açıklanmasına yardımcı oluyor ve daha önce teorileştirilen foto buharlaşmadan farklı, önemli bir atmosferik kayıp sürecine işaret ediyor.
Yeni bir çalışma, süper Dünyalar ve Neptün altı arasındaki ‘kayıp’ dış gezegenleri açıklayabilir.
Bazı ötegezegenler atmosferlerini kaybediyor ve küçülüyor gibi görünüyor. kullanılarak yapılan yeni bir çalışmada NASAGökbilimciler, emekliye ayrılan Kepler Uzay Teleskobu’nda olası bir nedenin kanıtını buluyor: Bu gezegenlerin çekirdekleri, atmosferlerini içten dışa doğru itiyor.
Ötegezegen Boyut Boşluğu
Dış gezegenler (güneş sistemimizin dışındaki gezegenler) çeşitli boyutlarda gelKüçük, kayalık gezegenlerden devasa gaz devlerine kadar. Ortası kayalık süper Dünyalar ve kabarık atmosfere sahip daha büyük Neptün altı. Ancak, bilim adamlarının daha iyi anlamak için çalıştığı, Dünya’nın 1,5 ila 2 katı büyüklüğünde (veya süper Dünyalar ile Neptün altı arasında) yer alan gezegenlerde göze çarpan bir yokluk – “boyut farkı” – var.
NASA Dış Gezegen Arşivi’nin bilim lideri ve lideri Caltech/IPAC araştırma bilimcisi Jessie Christiansen, “Bilim insanları şu anda 5.000’den fazla dış gezegenin tespit edildiğini doğruladılar, ancak çapı Dünya’nın 1,5 ila 2 katı arasında olan beklenenden daha az gezegen var” dedi. yeni çalışmanın yazarı Astronomi Dergisi. “Ötegezegen bilim adamlarının artık bu boşluğun tesadüfi olmadığını söyleyecek yeterli verileri var. Gezegenlerin bu boyuta ulaşmasını ve/veya kalmasını engelleyen bir şeyler oluyor.”
Bu sanatçının konsepti, Neptün alt gezegeni TOI-421 b’nin neye benzeyebileceğini gösteriyor. Yeni bir çalışmada bilim insanları, bu tür gezegenlerin atmosferlerini nasıl kaybedebileceğini gösteren yeni kanıtlar buldu. Katkı Sağlayanlar: NASA, ESA, CSA ve D. Player (STScI)
Araştırmacılar bu boşluğun, belirli alt Neptünlerin zamanla atmosferlerini kaybetmesiyle açıklanabileceğini düşünüyor. Bu kayıp, gezegenin atmosferini tutacak kadar kütlesi ve dolayısıyla çekim kuvveti olmaması durumunda meydana gelecektir. Yani yeterince büyük olmayan Neptün altı gezegenler, yaklaşık süper Dünya boyutuna küçülecek ve iki boyuttaki gezegen arasında boşluk kalacak.
Ancak bu gezegenlerin atmosferlerini tam olarak nasıl kaybettiği bir sır olarak kaldı. Bilim insanları iki olası mekanizma üzerinde karara vardı: Bunlardan birine çekirdekten güç alan kütle kaybı adı veriliyor; ve diğeri fotobuharlaşma. Çalışma ilkini destekleyen yeni kanıtları ortaya çıkardı.
Bu video, ana ötegezegen türleri veya güneş sistemimizin dışındaki gezegenler arasındaki farkları açıklıyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Gizemi Çözmek
Christiansen, bir gezegenin sıcak çekirdeğinden yayılan radyasyonun zamanla atmosferi gezegenden uzaklaştırması durumunda çekirdek kaynaklı kütle kaybının meydana geldiğini ve “ve bu radyasyonun atmosferi alttan ittiğini” söyledi.
Gezegensel boşluğun bir diğer önemli açıklaması olan fotobuharlaşma, bir gezegenin atmosferinin, ev sahibi yıldızın sıcak radyasyonu tarafından esasen uçup gitmesi durumunda meydana gelir. Bu senaryoda, “yıldızdan gelen yüksek enerjili radyasyon, buz küpünün üzerindeki saç kurutma makinesi gibi davranıyor” dedi.
Fotobuharlaşmanın bir gezegenin ilk 100 milyon yılında meydana geldiği düşünülürken, çekirdek kaynaklı kütle kaybının çok daha sonra, yani gezegenin yaşamına 1 milyar yıl kadar yakın bir zamanda gerçekleşeceği düşünülüyor. Ancak her iki mekanizmada da Christiansen, “Yeterli kütleye sahip değilseniz tutunamazsınız, atmosferinizi kaybedersiniz ve küçülürsünüz” diye ekledi.
Bu infografik, ana ötegezegen türlerini ayrıntılarıyla anlatıyor. Bilim adamları, süper Dünyalar ile Neptün altı arasında yer alan gezegenlerin “boyut farkını” veya göze çarpan yokluğunu daha iyi anlamak için çalışıyorlar. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Gözlem Yoluyla Kanıtların Ortaya Çıkarılması
Bu çalışma için Chistiansen ve ortak yazarları, 600 milyon ila 800 milyon yıl yaşındaki Praesepe ve Hyades yıldız kümelerine bakmak için Kepler Uzay Teleskobu’nun genişletilmiş bir görevi olan NASA’nın K2 verilerini kullandılar. Gezegenlerin genellikle ev sahibi yıldızlarıyla aynı yaşta olduğu düşünüldüğünden, bu sistemdeki Neptün altı gezegenler foto buharlaşmanın gerçekleşebileceği yaşı geçmiş olmalı, ancak çekirdek gücüyle kütle kaybı yaşayacak kadar yaşlı değiller.
Dolayısıyla ekip, Praesepe ve Hyades’te (diğer kümelerdeki daha yaşlı yıldızlarla karşılaştırıldığında) çok sayıda Neptün altı yıldız bulunduğunu görürse, foto buharlaşmanın gerçekleşmediği sonucuna varabilir. Bu durumda, çekirdekten güç alan kütle kaybı, zaman içinde daha az kütleli Neptün altı cisimlere ne olacağının en olası açıklaması olacaktır.
Praesepe ve Hyades’i gözlemleyen araştırmacılar, bu kümelerdeki yıldızların neredeyse %100’ünün hala bir alt-alt yapıya sahip olduğunu buldular.Neptün yörüngesindeki gezegen veya gezegen adayı. Bu gezegenlerin boyutlarına bakıldığında araştırmacılar atmosferlerini koruduklarını düşünüyor.
Bu resimde NASA’nın ötegezegen avcısı Kepler uzay teleskopu gösterilmektedir. Ajans, 30 Ekim 2018’de Kepler’in yakıtının bittiğini ve mevcut ve güvenli yörüngesinde, Dünya’dan uzakta emekliye ayrıldığını duyurdu. Kepler, 2.600’den fazla dış gezegen keşfinden oluşan bir miras bıraktı. Katkıda bulunanlar: NASA/Wendy Stenzel/Daniel Rutter
Bu, K2 tarafından gözlemlenen diğer yaşlı yıldızlardan (800 milyon yıldan daha eski yıldızlar) farklıdır ve bunların yalnızca %25’i Neptün’ün altında yörüngededir. Bu yıldızların daha yaşlı olan yaşı, çekirdek kaynaklı kütle kaybının gerçekleşeceği düşünülen zaman dilimine daha yakındır.
Ekip, bu gözlemlerden Praesepe ve Hyades’te foto buharlaşmanın gerçekleşmiş olamayacağı sonucuna vardı. Eğer öyle olsaydı, yüz milyonlarca yıl önce meydana gelirdi ve bu gezegenlerin çok az atmosferi kalırdı. Bu, çekirdekten güç alan kütle kaybını, bu gezegenlerin atmosferlerine ne olacağı konusunda önde gelen açıklama olarak bırakıyor.
Devam Eden Araştırma ve Kepler’in Mirası
Christiansen’in ekibi, çalışma için gerekli olan gezegen aday kataloğunu oluşturmak için beş yıldan fazla zaman harcadı. Ancak araştırmanın tamamlanmaktan çok uzak olduğunu ve fotobuharlaşma ve/veya çekirdekten güç alan kütle kaybına ilişkin mevcut anlayışın gelişmesinin mümkün olduğunu söyledi. Kimse bu gezegensel boşluğun gizeminin kesin olarak çözüldüğünü ilan etmeden önce, bulgular muhtemelen gelecekteki çalışmalarla teste tabi tutulacaktır.
Bu çalışma, NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda bulunan Exoplanet Keşif Programının bir parçası olarak NASA ile sözleşmeli olarak Pasadena’daki Caltech tarafından işletilen NASA Exoplanet Arşivi kullanılarak gerçekleştirildi. JPL, Caltech’in bir bölümüdür.
Referans: “K2’nin ölçeklendirilmesi. VII. Orta Çağlarda Sıcak Alt-Neptünlerin Yüksek Oluş Oranına İlişkin Kanıtlar” Yazan: Jessie L. Christiansen, Jon K. Zink, Kevin K. Hardegree-Ullman, Rachel B. Fernandes, Philip F. Hopkins, Luisa M. Rebull, Kiersten M Boley, Galen J. Bergsten ve Sakhee Bhure, 15 Kasım 2023, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/acf9f9
NASA’nın Kepler Misyonu
30 Ekim 2018’de Kepler’in yakıtı bitti ve dokuz yıl sonra görevine son verdi; bu süre zarfında diğer yıldızların etrafında 2.600’den fazla onaylanmış gezegenin yanı sıra gökbilimcilerin doğrulamaya çalıştığı binlerce ek aday gezegen keşfetti.
NASA’nın Kaliforniya Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi, NASA’nın Bilim Misyonu Direktörlüğü adına Kepler ve K2 görevlerini yönetmektedir. JPL, Kepler misyonunun geliştirilmesini yönetti. Ball Aerospace & Technologies Corporation, uçuş sistemini Boulder’daki Colorado Üniversitesi’ndeki Atmosfer ve Uzay Fiziği Laboratuvarı’nın desteğiyle çalıştırdı.