Webb Uzay Teleskobu WASP-39b’nin Garip Bölünmüş Kişiliğini Ortaya Çıkardı

The James Webb Uzay Teleskobu gelgitsel olarak kilitli bir gezegen olan WASP-39b’nin ayrıntılı bir analizini sağladı dış gezegen Sabah ve akşam taraflarında farklı atmosfer koşulları görülecek; sabah daha bulutlu ve serin, akşam daha sıcak olacak.

James Webb Uzay Teleskobu (JWST), uzak bir gezegenin ‘sabah’ ve ‘akşam’ taraflarındaki farklı atmosfer koşullarını ortaya çıkardı.

Güneş Sistemimizin dışındaki gezegenler olan dış gezegenlerin atmosferleri bir süredir güçlü teleskoplar kullanılarak ölçülmektedir. Ancak atmosfer her zaman gezegenin her yerinde aynı olarak ele alınmıştır.

WASP-39b’de Benzersiz Atmosferik Olaylar

15 Temmuz’da yayınlanan yeni analiz Doğaolağanüstü bir atmosfere sahip bir gezegene odaklanıyor ve gezegenin belirgin ‘sabah’ ve ‘akşam’ taraflarını ortaya çıkarıyor. Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü ve kısmen bir tarafından analiz edildi Londra İmparatorluk Koleji Araştırmacı, sabah tarafının akşam tarafına göre daha bulutlu olduğunu ortaya koydu.

WASP-39b adlı dev gezegenin yarıçapı, Jüpiterancak benzer bir kütleye sahip Satürn ve Dünya’dan yaklaşık 700 ışık yılı uzaklıktaki bir yıldızın yörüngesinde döner. Ayrıca yıldızına çok yakındır, bu da günlük yüksek yüzey sıcaklığını 1000°C’den (1800°F) fazla yapar ve bu da bir yörüngeyi tamamlaması için gereken sürede bir ‘günlük’ dönüşünü tamamladığı anlamına gelir.

Gelgit Kilitlenmesi ve Sıcaklık Değişimleri

Bu aynı zamanda ‘gelgitsel olarak kilitlendiği’ anlamına gelir: gezegenin aynı yüzü her zaman yıldızına bakar, tıpkı Ay’ın aynı yüzünün her zaman Dünya’ya bakması gibi. Bu gezegenin sürekli bir ‘gündüz’ yüzü ve sürekli bir ‘gece’ yüzü yaratır, ancak aynı zamanda, kritik bir şekilde, arada ‘sabah’ ve ‘akşam’ yüzleri vardır.

Imperial College London Fizik Bölümü’nden Dr. James Kirk şunları söyledi: “Güneş Sistemimizde buna benzer bir gezegen yok, ancak uzak yıldızların yörüngesinde gözlemlediğimiz gezegenlerin çoğu, WASP-39b gibi kısa yörüngelerle daha yakın. Şimdi, bu gezegenler hakkındaki teorilerimizi test edebildik ve ilk kez, bir dış gezegenin sabah ve akşam tarafını geniş bir dalga boyu aralığında doğrudan ölçebildik.”

Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde bir dış gezegen araştırmacısı ve çalışmanın baş yazarı olan Néstor Espinoza şunları söyledi: “Bu analiz aynı zamanda özellikle ilginç çünkü gezegen hakkında daha önce alamadığınız 3B bilgiler alıyorsunuz. Çünkü akşam kenarının daha sıcak olduğunu söyleyebiliriz, bu da biraz daha kabarık olduğu anlamına geliyor. Yani teorik olarak, gezegenin gece tarafına yaklaşan terminatörde küçük bir kabarıklık var.”

Araştırma Metodolojisi ve Bulguları

Bilim insanları, gezegenin yıldızının önünden geçerken aldığı ışığı ölçerek dış gezegenlerin atmosferleri hakkında bilgi edinirler. Bunu yaparken, yıldızın ışığı gezegenin atmosferinden süzülerek değişir. Bu değişimler, atmosferdeki farklı molekülleri ortaya çıkaran belirli imzalarla James Webb Uzay Teleskobu’ndaki aletler tarafından tespit edilir.

Ancak bu teknik, gezegenin atmosferinin tüm yüzeyinde aynı olduğunu varsayıyor.

WASP-39b’de, her zaman yıldıza bakan gündüz tarafı, gece tarafından çok daha sıcaktır. Gezegenin dönme şekli nedeniyle, bu büyük sıcaklık farkının ekvatorda tek yönde hareket eden güçlü bir rüzgar yarattığı düşünülmektedir. Bu, daha soğuk gece rüzgarının gündüz tarafına geçtiği ‘sabah’ tarafını ve sıcak gündüz rüzgarının gece tarafına taşındığı ‘akşam’ tarafını oluşturur. Veriler, akşamın önemli ölçüde daha sıcak olduğunu, kavurucu 800°C (1500°F) ve sabahın nispeten daha soğuk 600°C (1100°F) olduğunu ortaya koymaktadır.

Bulutların oluşma şekli sıcaklığa bağlıdır, bu yüzden ekip sabah ve akşam taraflarının farklı miktarda bulut örtüsüne sahip olmasını bekledi. Bunu test etmek için JWST verilerini analiz etmenin çeşitli yöntemlerini kullandılar ve tahmin edildiği gibi sabahın akşamdan daha bulutlu olduğunu buldular.

Eşleştirme Analizleri

Dr. Kirk, gezegenin yıldızın yüzeyinden geçişine başladığı ve bitirdiği sırada alınan ışığa odaklanan analiz tekniklerinden birini geliştirdi. Bu anlarda yalnızca gezegenin kenarları yıldızın diskine ‘dokunduğundan’, yıldızın ışığı atmosferin sırasıyla yalnızca sabah veya akşam taraflarından filtrelenecekti.

Dr. Kirk’ün analizinin sonuçları, ABD ve Avrupa’dan araştırmacıların da aralarında bulunduğu ekibin diğer üyeleri tarafından tamamlanan diğer analizlerle örtüşüyor.

Ekip şimdi analizlerini JWST’deki daha fazla cihazdan gelen verileri içerecek şekilde genişletmek istiyor. Teleskop, görünürden kızılötesine kadar çeşitli ışık dalga boylarındaki ışığı analiz edebilen cihazlar taşıyor ve bu da WASP-39b’deki atmosferik farklılıklar hakkında daha fazla ayrıntı ortaya çıkarabilir.

Dr. Kirk şunları söyledi: “Şimdi bu yöntemin JWST ile uygulanabilirliğini kanıtladık ve JWST’nin hassasiyeti o kadar muazzam ki, daha önce büyük ölçüde duyarsız olduğumuz dış gezegenler için atmosferik dolaşımı anlama ve ölçme konusunda gerçekten yeni bir yol açıyor.”

Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için:

Webb’in Uzak Bir Dünyanın Garip Atmosferini Anlama Yolculuğu

Kaynak: Néstor Espinoza, Maria E. Steinrueck, James Kirk, Ryan J. MacDonald, Arjun B. Savel, Kenneth Arnold, Eliza M.-R. tarafından yazılan “WASP-39 b dış gezegenindeki homojen olmayan sonlandırıcılar” Kempton, Matthew M. Murphy, Ludmila Carone, Maria Zamyatina, David A. Lewis, Dominic Samra, Sven Kiefer, Emily Rauscher, Duncan Christie, Nathan Mayne, Christiane Helling, Zafar Rustamkulov, Vivien Parmentier, Erin M. May, Aarynn L. Carter, Xi Zhang, Mercedes López-Morales, Natalie Allen, Jasmina Blecic, Leen Decin, Luigi Mancini, Karan Molaverdikhani, Benjamin V. Rackham, Enric Palle, Shang-Min Tsai, Eva-Maria Ahrer, Jacob L. Bean, Ian JM Crossfield, David Haegele, Eric Hébrard, Laura Kreidberg, Diana Powell, Aaron D. Schneider, Luis Welbanks, Peter Wheatley, Rafael Brahm ve Nicolas Crouzet, 15 Temmuz 2024 Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07768-4