Samanyolu’nda bulunan en büyük serbest yüzen gezegen koleksiyonu

NSF’nin NOIRLab’ın gözlemevlerinden birkaçından elde edilen gözlemleri ve arşiv verilerini, dünyadaki ve yörüngedeki teleskoplardan yapılan gözlemlerle birlikte kullanan gökbilimciler, yakın bir bölgede en az 70 yeni serbest yüzen gezegen (uzayda bir ana yıldız olmadan dolaşan gezegenler) keşfettiler. Samanyolu’nun fotoğrafı. Bu, tek bir grupta bulunan bu tür gezegenlerin en büyük örneğidir ve tüm gökyüzünde bilinen sayıyı neredeyse iki katına çıkarır.

Araştırmacılar, Samanyolu’nun Yukarı Akrep OB yıldız birliği olarak bilinen yakın bir bölgesinde, bir yıldızın yörüngesinde dönmeyen bir grup serbest yüzen gezegen keşfettiler. Jüpiter büyüklüğündeki bu gezegenlerin en az 70’i ve 170 kadarı, 20 yılı aşkın gözlemlerden elde edilen veriler incelenerek bulundu. İlk serbest yüzen gezegenler 1990’larda keşfedildi, ancak en son bulgular bilinen toplam sayıyı neredeyse iki katına çıkardı.

Bu gezegenleri bulmak için, çalışmanın ilk yazarı, Fransa’daki Bordeaux Üniversitesi’ndeki Laboratoire d’Astrophisique de Bordeaux’dan Núria Miret-Roig, bir gökbilimciler ekibiyle birlikte, bir dizi büyük gözlemevinden gelen gözlemleri ve arşiv verilerini kullandı. NSF’nin NOIRLab’ından tesisler, Avrupa Güney Gözlemevi’nin teleskopları, Kanada-Fransa-Hawaii Teleskobu ve Subaru Teleskobu, 20 yıllık gözlemler boyunca 80.000 geniş alan görüntüsüne ulaştı.

Bordeaux Laboratuvarı’nda astronom ve araştırmanın proje lideri olan Hervé Bouy, NOIRLab’ın Astro Veri Arşivi ve Astro Veri Laboratuvarı Bilim Platformu’na erişim olmadan bu kadar çok serbest yüzen gezegenin keşfinin mümkün olmayacağını söylüyor. Toplum Bilim ve Veri Merkezi’nde (CSDC) işletilmektedir.

Veriler, Arizona’daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’ndeki (KPNO) NEWFIRM aşırı geniş alanlı kızılötesi görüntüleyiciden alınan 247 görüntü, Şili’deki Cerro Tololo Amerika Kıtası Gözlemevi’ne (CTIO) taşındıktan sonra aynı NEWFIRM cihazından alınan 1348 görüntü, Daha önce CTIO’daki Víctor M. Blanco 4 metrelik Teleskopu üzerinde çalışan Kızılötesi Yan Port Görüntüleyiciden 2214 görüntü ve Karanlık Enerji Kamerasından 3744 görüntü.

Bouy, “NOIRLab Astro Veri Arşivinde bulunan hazine hazinesi bu çalışmanın temelini oluşturdu” diyor. “Uzun bir zamana yayılan hem optik hem de yakın kızılötesinde çok derin ve geniş alanlı görüntülere ihtiyacımız vardı. Bu nedenle, Karanlık Enerji Kamerası ve NEWFIRM, projemiz için çok çekiciydi çünkü bunlar, dünyadaki en hassas geniş alan kameraları arasındaydı. Dünya.”

Dünyanın en yüksek performanslı, geniş alanlı CCD görüntüleyicilerinden biri olan Karanlık Enerji Kamerası, Enerji Bakanlığı (DOE) tarafından finanse edilen Karanlık Enerji Araştırması için tasarlandı. DOE’nin Fermilab’ında inşa edilmiş ve test edilmiştir ve 2013 ile 2019 yılları arasında DOE ve Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından işletilmiştir. Şu anda Karanlık Enerji Kamerası, çok çeşitli bilimi kapsayan programlar için kullanılmaktadır. Karanlık Enerji Araştırmasından elde edilen verilerin analizi, DOE ve NSF tarafından desteklenmektedir.

NSF’nin NOIRLab Ulusal Bilim Vakfı’nda Program Görevlisi Chris Davis, “Bu proje, yalnızca ABD’de değil, dünya çapında farklı teleskoplardan gelen arşiv verilerine erişim sağlamanın inanılmaz önemini gösteriyor” diyor. “Bu, NOIRLab’ın ve özellikle CSDC’nin birkaç yıldır etkinleştirmek için çok çalıştığı bir şey ve bunu NSF’nin desteğiyle yapmaya devam ediyor.”

Serbest yüzen gezegenler, Dünya’dan 420 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Üst Akrep OB birliğinde yer alır. Bu bölge, Rho Ophiuchi bulutu, Pipe Nebula, Barnard 68 ve Coalsack dahil olmak üzere en ünlü bulutsulardan bir dizi içerir.

Serbest yüzen gezegenler, çoğunlukla, gökbilimcilerin bir ötegezegen ile arka plandaki bir yıldız arasında kısa bir şans hizalaması izlediği mikro mercekleme araştırmaları yoluyla keşfedildi. Bununla birlikte, mikro mercekleme olayları yalnızca bir kez gerçekleşir, bu da takip gözlemlerinin imkansız olduğu anlamına gelir.

Bu yeni gezegenler farklı bir yöntemle keşfedildi. Onları aydınlatan herhangi bir yıldızdan çok uzakta gizlenen bu gezegenlerin görüntülenmesi normalde imkansız olurdu. Bununla birlikte, Miret-Roig ve ekibi, oluşumlarından sonraki birkaç milyon yıl içinde, bu gezegenlerin hala parlayacak kadar sıcak olması gerçeğinden yararlandı ve bu da onları büyük teleskoplardaki hassas kameralar tarafından doğrudan tespit edilebilir hale getirdi. Miret-Roig’in ekibi, 80.000 gözlemi, birliğin tüm üyelerinin ışığını çok çeşitli optik ve yakın kızılötesi dalga boylarında ölçmek için kullandı ve bunları gökyüzünde nasıl hareket ediyor göründüklerine dair ölçümlerle birleştirdi.

Miret-Roig, “Göğün geniş bir alanındaki on milyonlarca kaynağın minik hareketlerini, renklerini ve parlaklıklarını ölçtük” diye açıklıyor. “Bu ölçümler, bu bölgedeki en soluk nesneleri güvenli bir şekilde tanımlamamızı sağladı.”

Keşif aynı zamanda serbest yüzen gezegenlerin kökenine de ışık tutuyor. Bazı bilim adamları, bu gezegenlerin, bir yıldızın oluşumuna yol açamayacak kadar küçük bir gaz bulutunun çökmesiyle oluşabileceğine veya ana sistemlerinden atılmış olabileceklerine inanıyor. Ancak asıl mekanizmanın hangisi olduğu bilinmiyor.

Fırlatma modeli, Dünya boyutunda daha fazla sayıda serbest yüzen gezegen olabileceğini öne sürüyor. Miret-Roig, “Serbest yüzen Jüpiter kütleli gezegenler, çıkarılması en zor olanlardır, bu da galakside dolaşan daha fazla serbest yüzen Dünya kütlesi gezegenlerinin olabileceği anlamına geliyor” diyor.

Vera C. Rubin Gözlemevi’nin bu on yılda bilimsel operasyonlara başladığında çok daha fazla serbest yüzen gezegen bulması bekleniyor.

Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği (AURA) tarafından sağlanmıştır.