Hubble, Küçük Ötegezegen’in Atmosferinde Su Buharını Tespit Etti

Buharlı Dünya Galaksimizdeki Su Zengini Gezegenlerin Bir Örneği Olabilir

Uzayda yaşam arayışı, diğer yıldızların etrafındaki gezegenlerde su arayışıyla el ele gidiyor. Su, evrendeki en yaygın moleküllerden biridir ve Dünya’daki tüm yaşam buna ihtiyaç duyar. Su, maddeleri çözerek ve hayvan, bitki ve mikrobiyal hücrelerde önemli kimyasal reaksiyonları etkinleştirerek bir çözücü görevi görür. Bu konuda diğer sıvılara göre çok daha iyidir.

Dış gezegenlerde su buharının kanıtlarını bulan gökbilimciler ilgilerini çekiyor. Yakın zamandaki hedeflerden biri, çevresinde su açısından zengin bir atmosfere sahip olabilecek GJ 9827d gezegenidir. Dünya çapının iki katından daha büyük olmayan bu gezegen, galaksimizin başka yerlerindeki potansiyel su zengini dünyalara bir örnek olabilir. Ancak GJ 9827d’de gayrimenkul satın almayı planlamayın. Gezegen kadar sıcak Venüs800 derecede Fahrenhayt. Bu onu buharlı bir dünya haline getiriyor.

Bu, atmosferde su buharının tespit edildiği en küçük ötegezegen olan GJ 9827d ötegezegenin bir sanatçı tarafından çizilmiş konseptidir. Gezegen, galaksimizin başka yerlerinde su açısından zengin atmosfere sahip potansiyel gezegenlerin bir örneği olabilir. Çapı Dünya’nın yalnızca iki katı olan gezegen, kırmızı cüce yıldız GJ 9827’nin yörüngesinde dönüyor. Sistemde iki iç gezegen solda yer alıyor. Arka plandaki yıldızlar, Güneşimize doğru bakan çıplak gözle görülebilecekleri şekilde çizilmiştir. Güneş görülemeyecek kadar sönük. Sağ üstteki mavi yıldız Regulus’tur; orta alttaki sarı yıldız Denebola’dır; ve sağ alttaki mavi yıldız Spica’dır. Aslan takımyıldızı solda ve Başak sağda. Her iki takımyıldızı da 97 ışıkyılı uzaklıktan Dünya’ya bağlı görüşümüze göre bozuktur. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI), Ralf Crawford (STScI)

Hubble Uzay Teleskobu Küçük Ötegezegenin Atmosferinde Su Buharı Buldu

NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan gökbilimciler, atmosferde su buharının tespit edildiği en küçük ötegezegeni gözlemledi. Dünya’nın çapının yalnızca yaklaşık iki katı olan GJ 9827d gezegeni, galaksimizin başka yerlerinde su açısından zengin atmosfere sahip potansiyel gezegenlerin bir örneği olabilir.

Montréal Üniversitesi’ndeki Trottier Ötegezegen Araştırma Enstitüsü’nden ekip üyesi Björn Benneke, “Bu, su açısından zengin atmosfere sahip bu gezegenlerin aslında diğer yıldızların etrafında var olabileceğini atmosferik bir tespit yoluyla doğrudan gösterebileceğimiz ilk sefer olacak” dedi. . “Bu, kayalık gezegenlerdeki atmosferlerin yaygınlığını ve çeşitliliğini belirlemeye yönelik önemli bir adımdır.”

Almanya’nın Heidelberg kentindeki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden eş-baş araştırmacı Laura Kreidberg, “Bu kadar küçük bir gezegendeki su dönüm noktası niteliğinde bir keşif” diye ekledi. “Gerçekten Dünya benzeri dünyaları karakterize etmeye her zamankinden daha da yaklaşıyor.”

Gezegenin Atmosferinin Araştırılması

Bununla birlikte, Hubble’ın hidrojen açısından zengin, kabarık bir atmosferde az miktarda su buharını spektroskopik olarak mı ölçtüğünü yoksa gezegenin atmosferinin çoğunlukla yıldız radyasyonu altında buharlaşan ilkel hidrojen / helyum atmosferinin ardından geride kalan sudan mı oluştuğunu söylemek için henüz çok erken. .

“Lawrence, Kansas’taki Kansas Üniversitesi’nden baş araştırmacı Ian Crossfield liderliğindeki gözlem programımız, yalnızca gezegenin atmosferindeki molekülleri tespit etmek için değil, aynı zamanda özellikle su buharını aramak amacıyla özel olarak tasarlandı. İster su buharı baskın olsun, ister çok küçük bir miktar olsun, her iki sonuç da heyecan verici olacaktır. türler Hidrojen ağırlıklı bir atmosferde,” dedi bilim makalesinin baş yazarı, Montréal Üniversitesi’ndeki Trottier Ötegezegen Araştırma Enstitüsü’nden Pierre-Alexis Roy.

“Şu ana kadar bu kadar küçük bir gezegenin atmosferini doğrudan tespit edemiyorduk. Ve artık yavaş yavaş bu rejime giriyoruz” diye ekledi Benneke. “Bir noktada, daha küçük gezegenleri incelerken, bu küçük dünyalarda artık hidrojenin olmadığı ve Venüs’e daha çok benzeyen (karbondioksitin hakim olduğu) atmosferlere sahip olduğu bir geçiş olması gerekir.”

Gezegen Venüs kadar sıcak olduğundan, 800 derece Fahrenheit’te, eğer atmosfer ağırlıklı olarak su buharı olsaydı, kesinlikle yaşanmaz, buharlı bir dünya olurdu.

Çıkarımlar ve Gelecek Araştırmalar

Şu anda takımın önünde iki ihtimal kaldı. Senaryolardan biri, gezegenin hâlâ hidrojen açısından zengin, suyla dolu bir atmosfere tutunması, bu da onu mini bir gezegen haline getiriyor.Neptün. Alternatif olarak daha sıcak bir versiyonu da olabilir. JüpiterKabuğunun altında Dünya’nın iki katı kadar su bulunan uydusu Europa. “GJ 9827d gezegeninin yarısı su, yarısı kaya olabilir. Benneke, “Ve daha küçük bir kaya kütlesinin üzerinde çok fazla su buharı olurdu” dedi.

Eğer gezegenin su açısından zengin bir atmosferi varsa, o zaman sıcaklığın soğuk olduğu ve suyun buz halinde mevcut olduğu ev sahibi yıldızından şu anki konumundan daha uzakta oluşmuş olmalı. Bu senaryoda gezegen yıldıza daha da yaklaşacak ve daha fazla radyasyon alacaktı. Hidrojen ısıtıldı ve kaçtı ya da hala gezegenin zayıf yerçekiminden kaçma sürecinde. Alternatif teori ise gezegenin sıcak yıldıza yakın bir yerde oluştuğu ve atmosferinde bir miktar su bulunduğu yönünde.

Hubble programı, gezegeni üç yıl arayla gerçekleşen 11 geçiş sırasında (gezegenin yıldızının önünden geçtiği olaylar) gözlemledi. Geçişler sırasında yıldız ışığı gezegenin atmosferinden süzülür ve su moleküllerinin spektral parmak izine sahiptir. Gezegende bulutlar varsa, bunlar atmosferde Hubble’ın atmosfer görüşünü tamamen gizlemeyecek kadar alçaktadır ve Hubble bulutların üzerindeki su buharını inceleyebilir.

Astrofizikçi Thomas Greene, “Suyu gözlemlemek başka şeyleri bulmaya açılan bir kapıdır” dedi. NASAKaliforniya’nın Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi. “Bu Hubble keşfi, James Webb Uzay Teleskobu tarafından bu tür gezegenlerin gelecekte incelenmesine kapıyı açıyor. JWST, karbon monoksit, karbondioksit ve metan gibi karbon taşıyan moleküller de dahil olmak üzere ek kızılötesi gözlemlerle çok daha fazlasını görebilir. Bir gezegenin elementlerinin tam bir envanterini çıkardığımızda, bunları yörüngesinde döndüğü yıldızla karşılaştırabilir ve nasıl oluştuğunu anlayabiliriz.”

GJ 9827d, 2017 yılında NASA’nın Kepler Uzay Teleskobu tarafından keşfedildi. Her 6,2 günde bir kırmızı cüce yıldızın etrafındaki yörüngesini tamamlıyor. GJ 9827 yıldızı, Balık takımyıldızında, Dünya’dan 97 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır.

Referans: Pierre-Alexis Roy, Björn Benneke, Caroline Piaulet, Michael A. Gully-Santiago, Ian JM Crossfield, Caroline V. Morley, Laura Kreidberg, Thomas tarafından “Su Dünyası Adayı GJ 9827 d’nin İletim Spektrumunda Su Emilimi” Mikal-Evans, Jonathan Brande, Simon Delisle, Thomas P. Greene, Kevin K. Hardegree-Ullman, Travis Barman, Jessie L. Christiansen, Diana Dragomir, Jonathan J. Fortney, Andrew W. Howard, Molly R. Kosiarek ve Joshua D Lothringer, 12 Eylül 2023, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acebf0

Hubble uzay teleskobu NASA ve ESA arasındaki uluslararası işbirliğinin bir projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble ve Webb bilim operasyonlarını yürütmektedir. STScI, Washington DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA adına işletilmektedir.