Aralarında Arizona Üniversitesi’ndeki gökbilimcilerin de bulunduğu uluslararası bir araştırma ekibi, James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullanarak, sıcak ve benzersiz bir şekilde şişirilmiş bir ötegezegenin atmosferini keşfetti. Jüpiter büyüklüğünde ancak kütlesinin yalnızca onda biri kadar olan ötegezegenin atmosferinde doğu-batı asimetrisi bulunuyor.
Bu çalışmanın sonuçları Nature Astronomy dergisinde yayınlandı. Alberta Üniversitesi Steward Gözlemevi’nde yüksek lisans öğrencisi olan araştırmanın başyazarı Matthew Murphy, “Bu, bir ötegezegenin yıldızından geçişi sırasında doğu-batı asimetrisinin ilk kez gözlemlendiği bir durum” dedi. Geçiş, Ay’ın güneş tutulması sırasında yaptığı gibi, bir gezegenin yıldızının önünden geçmesidir.
Bir dış gezegenin doğu-batı asimetrisi, gezegenin doğu ve batı yarımküreleri arasında gözlemlenen sıcaklık veya bulut özellikleri gibi atmosferik özelliklerdeki farklılıkları ifade eder. Bu asimetrinin var olup olmadığını belirlemek, ötegezegenlerin iklimini, atmosferik dinamiklerini ve hava durumunu anlamak açısından önemli çıkarımlara sahiptir.
Ötegezegen WASP-107b, yıldızı tarafından gelgit açısından kilitlendi. Bu, ötegezegenin yörüngesinde döndüğü yıldıza doğru daima aynı tarafa baktığı anlamına gelir. Gelgit kilitli bir ötegezegenin bir yarıküresi sürekli olarak yörüngesinde döndüğü yıldıza dönükken, diğer yarımküre her zaman başka tarafa dönüktür, bu da ötegezegenin sabit bir gündüz tarafı ve sabit bir gece tarafıyla sonuçlanır.
Murphy ve ekibi JWST’nin iletim spektroskopisi tekniğini kullandı. Gökbilimcilerin diğer gezegenlerin atmosferlerini neyin oluşturduğu hakkında bilgi edinmek için kullandıkları ana araçtır. Teleskop, gezegen yıldızının önünden geçerken bir dizi görüntü çekerek gezegenin atmosferi hakkında bilgi topladı.
Yeni teknolojileri ve JWST uzay teleskopunun benzeri görülmemiş hassasiyetini kullanan araştırmacılar, atmosferin doğu ve batı taraflarından gelen sinyalleri ayırmayı ve ötegezegenin atmosferinde meydana gelen belirli süreçlere ilişkin daha hedefli bilgiler elde etmeyi başardılar.
Murphy, “Bu veriler bize dış gezegenin atmosferindeki gazlar, bulutlar, atmosferin yapısı, kimyası ve farklı miktarlarda güneş ışığına maruz kaldığında her şeyin nasıl değiştiği hakkında çok şey anlatıyor” dedi.
Dış gezegen WASP-107b, çok düşük yoğunluğa ve nispeten düşük yerçekimine sahip olması nedeniyle atmosferinin kütlesindeki diğer dış gezegenlere göre daha şişkin olmasına neden olması bakımından benzersizdir. “Güneş sistemimizde buna benzer bir şey yok. Bu, ötegezegenler arasında bile benzersiz bir durum” dedi Murphy.
WASP-107b’nin sıcaklığı yaklaşık 890 Fahrenheit derecedir; bu, güneş sistemimizdeki gezegenler ile bilinen en sıcak ötegezegenler arasında orta düzeyde bir değerdir.
“Geleneksel olarak gözlem yöntemlerimiz bu ara gezegenler için pek işe yaramıyor, dolayısıyla sonunda yanıtlamaya başlayabileceğimiz pek çok ilginç açık soru var. Örneğin, bazı modellerimiz WASP-107b gibi bir gezegenin bu asimetriye hiç sahip olmaması gerektiğini gösterdi; bu yüzden şimdiden yeni bir şeyler öğreniyoruz” dedi Murphy.
Araştırmanın ortak yazarı ve Wisconsin-Madison Üniversitesi’nde astronomi yardımcı doçenti olan Thomas Beatty, araştırmacıların neredeyse yirmi yıldır dış gezegenler üzerinde çalıştıklarını ve hem Dünya’dan hem de uzaydan yapılan çok sayıda gözlemin gökbilimcilerin dış gezegen atmosferlerinin nasıl görüneceğini tahmin etmelerine yardımcı olduğunu söyledi.
Beatty, “Fakat bu tür asimetrileri doğrudan uzaydan iletim spektroskopisi şeklinde ilk kez görüyoruz; bu, ötegezegen atmosferlerinin nelerden oluştuğunu anlamamızın ana yoludur ve bu aslında şaşırtıcı” dedi.
Murphy ve ekibi, toplanan gözlem verileri üzerinde çalışıyor ve bu asimetriye neyin sebep olduğunu anlamak için ek gözlemler yapmak da dahil olmak üzere dış gezegende olup bitenleri daha ayrıntılı olarak incelemeyi planlıyor.
“Bir tarafta diğer tarafta neler olup bittiğini bilmek şöyle dursun, hemen hemen tüm ötegezegenleri doğrudan gözlemleyemeyiz bile. Murphy, ilk kez bir ötegezegenin atmosferinde neler olup bittiğine dair çok daha yerel bir görüş elde edebileceğiz” dedi.