Dünya’ya en yakın geçiş yapan sıcak Jüpiter olan HD 189733 b’nin konsept sanatı. Kaynak: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins Üniversitesi
Araştırmacılar, James Webb Uzay Teleskobu keşfettiler ki dış gezegen Aşırı hava koşullarıyla bilinen HD 189733 b, atmosferinde hidrojen sülfür de içerir ve bu da çürük yumurtalara benzer bir kükürt kokusu olduğunu düşündürür. Bu bulgu, güneş sistemimizin ötesindeki gaz devlerinin oluşumunda ve atmosferik bileşiminde kükürtün rolüne dair yeni bakış açıları sağlar.
Ölümcül hava koşullarıyla kötü şöhretli bir dış gezegen başka bir tuhaf özelliği daha gizliyor: Çürük yumurta kokuyor. Bu, Johns Hopkins Üniversitesi’nin James Webb Uzay Teleskobu’ndan alınan verilerle ilgili yeni bir çalışmasına göre.
HD 189733 b’nin atmosferi, Jüpiterbüyüklüğündeki gaz devi, sadece kötü bir koku yaymakla kalmayıp aynı zamanda gezegenlerin yapı taşı olan kükürdün, Güneş Sistemi dışındaki gaz dünyalarının iç kısımlarını ve atmosferlerini nasıl etkileyebileceği konusunda bilim insanlarına yeni ipuçları sunan hidrojen sülfür molekülü eser miktarda içeriyor.
Bulgular bugün (8 Temmuz) yayınlandı Doğa.
Gezegen Oluşumunda Kükürtün Önemi
“Hidrojen sülfür, orada olduğunu bilmediğimiz önemli bir molekül. Olacağını tahmin etmiştik ve Jüpiter’de olduğunu biliyoruz, ancak onu güneş sisteminin dışında gerçekten tespit etmemiştik,” dedi araştırmaya liderlik eden Johns Hopkins’teki astrofizikçi Guangwei Fu. “Bu gezegende yaşam aramıyoruz çünkü çok sıcak, ancak hidrojen sülfür bulmak, bu molekülü diğer gezegenlerde bulmak ve farklı gezegen türlerinin nasıl oluştuğuna dair daha fazla anlayış kazanmak için bir basamak.”
Fu’nun ekibi, HD 189733 b’nin atmosferindeki hidrojen sülfürü tespit etmenin ve genel kükürdü ölçmenin yanı sıra, gezegenin oksijen ve karbonunun ana kaynaklarını -su, karbondioksit ve karbon monoksit- hassas bir şekilde ölçtüler.
Fu, “Kükürt, daha karmaşık moleküllerin oluşumu için hayati önem taşıyan bir elementtir ve karbon, azot, oksijen ve fosfat gibi bilim insanlarının gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve neyden yapıldığını tam olarak anlamak için onu daha fazla incelemeleri gerekiyor.” dedi.
HD 189733 b, 2005 yılında keşfedildiğinden beri atmosferik karakterizasyon için referans gezegen olmuştur. Kaynak: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins Üniversitesi
Gezegen Dışı Atmosfer Çalışmaları
Fu, Dünya’dan sadece 64 ışık yılı uzaklıkta bulunan HD 189733 b’nin, gökbilimcilerin yıldızının önünden geçerken gözlemleyebildikleri en yakın “sıcak Jüpiter” olduğunu ve bu sayede 2005’teki keşfinden bu yana, dış gezegen atmosferlerinin detaylı çalışmaları için bir referans gezegen haline geldiğini söyledi.
Gezegen, Merkür’ün güneşe olan mesafesinden yaklaşık 13 kat daha yakın bir yıldıza sahiptir ve yörüngesini tamamlaması yalnızca yaklaşık iki Dünya günü sürer. 1.700 derecelik kavurucu sıcaklıklara sahiptir Fahrenhayt ve saatte 5.000 mil hızla esen rüzgarlarda yanlara doğru savrulan cam yağmurları gibi kötü hava koşullarıyla ünlüdür.
Webb Teleskobu Gözlemlerinden İçgörüler
Webb, diğer dış gezegenlerde su, karbondioksit, metan ve diğer kritik molekülleri tespit ederek yaptığı gibi, bilim insanlarına Güneş Sistemi dışındaki gaz gezegenlerinde hidrojen sülfürü izlemek ve kükürtü ölçmek için yeni bir araç daha sunuyor.
“Diyelim ki 100 tane daha sıcak Jüpiter inceliyoruz ve hepsi kükürt destekli. Bu, onların nasıl doğdukları ve bizim Jüpiter’imize kıyasla nasıl farklı bir şekilde oluştukları hakkında ne anlama geliyor?” dedi Fu.
James Webb Uzay Teleskobu (JWST), uzay gözlemevlerinde bir sonraki sınırı temsil ediyor. Hubble Uzay Teleskobu’nun yerini almak üzere tasarlanan JWST, daha önce hiç olmadığı kadar geriye ve daha ayrıntılı bakmasına olanak tanıyan gelişmiş kızılötesi yeteneklerle donatılmıştır. Temel işlevlerinden biri, bilim insanlarının uzak dünyaların kimyasal yapısını tespit edip incelemesini sağlayan ötegezegen atmosferlerinin analizidir. Bu yetenek, galaksideki ötegezegenlerin bileşimini, hava modellerini ve potansiyel yaşanabilirliğini anlamak için yeni olasılıklar açmıştır. Kaynak: ESA/ATG medialab
Yeni Keşifler ve Gelecekteki Araştırmalar
Yeni veriler ayrıca Webb teleskobundan yapılan kızılötesi dalga boyu gözlemleri ve benzeri görülmemiş bir hassasiyetle HD 189733 b’de metanın varlığını da dışladı ve bu molekülün atmosferde bolluğuna dair daha önceki iddiaları çürüttü.
Fu, “Bu gezegenin yüksek metan konsantrasyonlarına sahip olmak için çok sıcak olduğunu düşünüyorduk ve şimdi öyle olmadığını biliyoruz.” dedi.
Gezegen Dışı Metallik İçin Sonuçlar
Fu, ekibin ayrıca Jüpiter’deki gibi ağır metallerin seviyelerini de ölçtüğünü ve bunun bilim insanlarının bir gezegenin metalliğinin kütlesiyle nasıl ilişkili olduğuna dair sorulara cevap bulmasına yardımcı olabileceğini söyledi.
Daha az kütleli dev buzlu gezegenler gibi Neptün Ve Uranüs Jüpiter ve benzeri gaz devlerinde bulunanlardan daha fazla metal içerir SatürnGüneş sistemindeki en büyük gezegenler. Daha yüksek metallik, Neptün ve Uranüs’ün erken oluşum dönemlerinde hidrojen ve helyum gibi gazlara kıyasla daha fazla buz, kaya ve diğer ağır elementler biriktirdiğini gösteriyor. Bilim insanları bu ilişkinin dış gezegenler için de geçerli olup olmadığını test ediyor, dedi Fu.
“Bu Jüpiter kütlesindeki gezegen Dünya’ya çok yakın ve çok iyi incelendi. Şimdi, sahip olduğu metal konsantrasyonlarının, bir gezegenin bileşiminin kütlesi ve yarıçapına göre nasıl değiştiğine dair bu çalışma için çok önemli bir dayanak noktası sağladığını gösteren bu yeni ölçüme sahibiz,” dedi Fu. “Bulgular, gezegenlerin ilk çekirdek oluşumundan sonra daha katı malzeme oluşturarak nasıl oluştuğuna ve daha sonra doğal olarak ağır metallerle nasıl zenginleştirildiğine dair anlayışımızı destekliyor.”
Sonuç ve gelecekteki yönlendirmeler
Fu’nun ekibi önümüzdeki aylarda daha fazla dış gezegende kükürt izlemeyi ve bu bileşiğin yüksek seviyelerinin, ana yıldızlarının yakınında ne kadar yakın oluşacaklarını nasıl etkileyebileceğini bulmayı planlıyor.
Fu, “Bu tür gezegenlerin oraya nasıl geldiğini bilmek istiyoruz ve atmosferik yapılarını anlamak bu soruyu yanıtlamamıza yardımcı olacak” dedi.
Referans: “Jüpiter kütlesindeki bir dış gezegen için hidrojen sülfür ve metalle zenginleştirilmiş atmosfer” 8 Temmuz 2024, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07760-y
Bu araştırma aşağıdakiler tarafından desteklenmiştir: NASA JWST GO programı aracılığıyla.
Diğer yazarlar arasında Arizona Eyalet Üniversitesi’nden Luis Welbanks, Dana R. Louie ve Michael Line; Maryland Üniversitesi’nden Drake Deming, Jegug Ih, Arjun B. Savel, Eliza M.-R. Kempton ve Matt Nixon; California Teknoloji Enstitüsü’nden Julie Inglis ve Heather A. Knutson; Chicago Üniversitesi; Utah Valley Üniversitesi’nden Joshua Lothringer; Tennessee Eyalet Üniversitesi’nden Julianne I. Moses ve Gregory Henry; Arizona Üniversitesi’nden Everett Schlawin; Johns Hopkins’ten David K. Sing; ve NASA Ames Araştırma Merkezi’nden Thomas Greene.