Gökbilimciler dar bir yörüngede ‘sıcak Neptün’ keşfettiler

Neptün büyüklüğündeki bir gezegen olan TOI-3261 b, ev sahibi yıldızının etrafında kavurucu derecede yakın bir yörüngede dönüyor. Türünün yalnızca dördüncü nesnesi olan bu gezegen, bu tür gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair ipuçları ortaya çıkarabilir.

Bilim adamlarından oluşan uluslararası bir ekip, dış gezegeni (güneş sistemimizin dışındaki bir gezegen) keşfetmek için NASA uzay teleskopu TESS’i (Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu) kullandı, ardından Avustralya, Şili ve Güney Afrika’da yer tabanlı teleskoplarla daha fazla gözlem yaptı. . Ölçümler, yeni gezegeni doğrudan “sıcak Neptün çölüne” yerleştirdi; bu, çok az üyesi olan ve kıtlıkları ıssız bir manzarayı çağrıştıran bir gezegen kategorisidir.

Güney Queensland Üniversitesi’nden gökbilimci Emma Nabbie liderliğindeki ekip, yayınlandı “Sıcak Neptün Çölünde Hayatta Kalmak: Ultra Sıcak Neptün TOI-3261 b’nin Keşfi” başlıklı keşif hakkındaki makaleleri Astronomi Dergisi Ağustos 2024’te.

Bu ötegezegen türü, boyut ve bileşim açısından Neptün’ümüze benzer, ancak yıldızına son derece yakın bir yörüngede döner. Bu durumda TOI-3261 b’deki bir “yıl” yalnızca 21 saat uzunluğundadır. Böylesine sıkı bir yörünge, bu gezegene şu ana kadar yalnızca üç üyesi olan özel bir grup içinde yerini kazandırıyor: kütleleri kesin olarak ölçülen ultra kısa süreli sıcak Neptünler.

TOI-3261 b Gezegeni, gezegen oluşumuna ilişkin yeni bilgisayar modellerini test etmek için ideal bir aday olduğunu kanıtlıyor. Sıcak Neptünlerin bu kadar nadir olmasının nedenlerinden biri, bir yıldıza bu kadar yakın olan kalın gazlı atmosferi korumanın zor olmasıdır.

Yıldızlar çok büyüktür ve bu nedenle etraflarındaki şeylere büyük bir çekim kuvveti uygularlar ve bu da yakındaki bir gezegeni çevreleyen gaz katmanlarını soyabilir. Ayrıca gaz katmanlarını havaya uçuran büyük miktarda enerji yayarlar.

Bu faktörlerin her ikisi de, TOI-3261 b gibi sıcak Neptünlerin başlangıçta çok daha büyük, Jüpiter boyutunda gezegenler olabileceği ve o zamandan beri kütlelerinin büyük bir kısmını kaybetmiş olabileceği anlamına geliyor.

Bilim ekibi, farklı başlangıç ​​noktaları ve gelişim senaryolarını modelleyerek yıldız ve gezegen sisteminin yaklaşık 6,5 milyar yaşında olduğunu ve gezegenin çok daha büyük bir gaz devi olarak başladığını belirledi.

Bununla birlikte, muhtemelen iki şekilde kütle kaybetmiştir: yıldızdan gelen enerjinin gaz parçacıklarının dağılmasına neden olduğu fotobuharlaşma ve yıldızdan gelen yerçekimi kuvvetinin gezegendeki gaz katmanlarını sıyırdığı gelgit sıyırma. Gezegen aynı zamanda yıldızından daha uzakta oluşmuş olabilir, bu etkilerin her ikisi de daha az yoğun olacak ve atmosferini korumasına olanak tanıyacak.

Gezegenin en ilginç özelliklerinden biri olan geriye kalan atmosferi, muhtemelen daha fazla atmosferik analize davetiye çıkaracak ve belki de “sıcak Neptün çölü”ndeki bu sakinin oluşum tarihinin aydınlatılmasına yardımcı olacak.

TOI-3261 b gezegeni, Neptün’ün yaklaşık iki katı kadar yoğundur; bu da, atmosferinin daha hafif kısımlarının zamanla soyulduğunu ve geriye yalnızca daha ağır bileşenlerin kaldığını göstermektedir. Bu, gezegenin atmosferinde çeşitli farklı elementlerle başlamış olması gerektiğini gösteriyor, ancak bu aşamada tam olarak ne olduğunu söylemek zor.

Bu gizem, gezegeni kızılötesi ışıkta gözlemleyerek, belki de NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu kullanılarak çözülebilir; bu, gezegenin atmosferindeki farklı moleküllerin tanımlayıcı parmak izlerini görmenin ideal bir yoludur. Bu sadece gökbilimcilerin TOI-3261 b’nin geçmişini anlamalarına yardımcı olmakla kalmayacak, aynı zamanda tüm sıcak, dev gezegenlerin ardındaki fiziksel süreçleri ortaya çıkarmaya başlayacak.

Eğlenceli gerçekler

Ultra kısa periyotlu sıcak Neptün’ün ilk keşfi LTT-9779 b, 2020’de gerçekleşti. O zamandan bu yana, TESS keşifleri TOI-849 b ve TOI-332 b de elit ultra kısa periyotlu sıcak Neptün arasına katıldı. Neptün kulübü (kütleleri kesin olarak ölçülmüş).

Hem LTT-9779 b hem de TOI-849 b, James Webb Uzay Teleskobu ile kızılötesi gözlemler için sırada bulunuyor ve bu, önümüzdeki yıllarda bu gezegenlerin atmosferlerine ilişkin anlayışımızı potansiyel olarak genişletecek.