Gezegenler atmosferlerini gizliyor olabilir

Keşfettiğimiz dış gezegenlerin çoğu kırmızı cüce yıldızların yörüngesindedir. Bunun nedeni kırmızı cücelerin bir şekilde özel olması değil, yaygın olmalarıdır. Samanyolu’ndaki yıldızların yaklaşık %75’i kırmızı cücelerdir, bu yüzden kırmızı cüce gezegenlerin en bol bulunanlar olmasını beklersiniz. Bu ayrıca yaşanabilir dünyaların çoğunun bu küçük, soğuk yıldızların yörüngesinde olacağı anlamına gelir ve bunun yaşam arayışımız için bazı önemli sonuçları vardır.

Başlamak için, potansiyel olarak yaşanabilir herhangi bir kırmızı cüce gezegenin, sıvı su gibi şeyler için yeterince sıcak olmak adına yıldızının yörüngesine yakın bir şekilde dönmesi gerekecektir. Dün bahsettiğim TRAPPIST-1 sistemi bunun iyi bir örneğidir. Sistemin potansiyel olarak yaşanabilir üç gezegeni, Merkür ile Güneş arasındaki mesafenin küçük bir kısmında yörüngededir. Bu, yıldız parlamaları gibi şeyler için risk altında oldukları anlamına gelir, ancak aynı zamanda neredeyse kesinlikle gelgitsel olarak kilitlendikleri anlamına da gelir.

Gelgitsel kilitlenme, bir gezegen veya uydunun eşine o kadar yakın olması durumunda meydana gelir ki gelgitsel kuvvetler onun dönüşünün yörüngesel hareketiyle senkronize olmasına neden olur. Bir gezegen gelgitsel olarak kilitlendiğinde, bir taraf her zaman yıldızına bakarken diğer taraf sonsuza dek karanlıkta kalır.

Tahmin edebileceğiniz gibi, bu sıcak tarafın kavrulurken diğerinin donması anlamına gelir. Gezegenin iyi bir atmosferi olmadığı sürece bu doğrudur. Su açısından zengin, Dünya benzeri bir atmosferle, ısı gündüz ve gece tarafları arasında hareket edebilir. Böyle bir dünyada hava durumu garip olurdu, ancak gelgitsel olarak kilitlenmiş bir dünya, gündüz ve gece tarafı sıcaklıklarının oldukça eşit olduğu, yaşanabilir olabilir.

Gelgitsel olarak kilitlenmiş gezegenlerin atmosferlerini gözlemlemek zordur, ancak gökbilimcilerin bir atmosferin var olup olmadığını görmek için bir hilesi vardır. Atmosferik bir spektrum yakalamaya çalışmaktan ziyade, gezegenin zıt taraflarındaki yüzey sıcaklığını ölçebilirler.

Yani, gezegenin önünde hareket ederken yıldıza bakın ve karanlık tarafın sıcaklığını belirleyin ve gezegenin arkasında hareket ederken tekrar bakın ve aydınlık tarafın sıcaklığını bulun. Karanlık ve aydınlık tarafların sıcaklıkları önemli ölçüde farklıysa, o zaman bir atmosferi olmamalıdır. Çok kolay. Ancak yeni bir çalışma bunun mutlaka doğru olmadığını gösteriyor.

Kağıt yayınlandı üzerinde arXiv ön baskı sunucusu.

Bu makalede yazarlar, bir dünyanın karanlık tarafındaki bulutların verilerimizi çarpıtabileceğini savunuyorlar. Bunu göstermek için, kalın bir atmosfere sahip gelgitsel olarak kilitlenmiş bir dünyayı ele aldılar. Modellerine göre, atmosfer gezegendeki küresel sıcaklıkları yumuşatacak ve böylece gündüz tarafı karanlık taraftan sadece birkaç düzine derece daha sıcak olacak. Bu, Dünya’daki kuru bir bölgenin gündüz ve gece uç noktalarına benzer. Ilımlı olsa da, sıcaklık değişimi karanlık tarafta kalın bulutların oluşumunu tetiklemeye yetecek kadar olacaktır.

Bu senaryoda, gündüz tarafı çoğunlukla bulutsuz olurdu ve gezegenin yüzeyinin sıcak sıcaklığını ölçerdik. Ancak bulutlu karanlık bir tarafla, çok daha soğuk olan bulutların üst katmanının sıcaklığını ölçerdik. Yani, gezegenin yüzey sıcaklıkları oldukça tekdüze olsa da, havasız bir dünya gibi aşırı bir sıcaklık değişimine sahip gibi görünürdü. Yazarlar, JWST’den yapılan gözlemlerin bulutlu gezegenler ile atmosferi olmayan gezegenler arasında nasıl ayrım yapabileceğine bakmaya devam ediyor, ancak yaşanabilir gezegenleri aramada basit bir numaranın o kadar da basit olmadığı açık.