Tuhaf ötegezegen tüm yörünge kurallarını çiğniyor

Güneş sistemimizde, gezegen yörüngelerinin tümü benzer bir yönelime sahiptir. Yörünge düzlemleri birkaç derece değişir, ancak kabaca gezegenlerin tümü aynı yönde döner. Bilindiği gibi bu değişmez düzlem, güneşin dönme düzleminin birkaç derece içinde bir yönelime sahiptir. Çoğu gezegen sistemi, gezegen yörüngelerinin ve yıldız dönüşünün kabaca hizalandığı benzer bir düzenlemeye sahiptir, ancak birkaç dış gezegen bu eğilime meydan okur ve neden olduğundan tam olarak emin değiliz.

Bir gezegen sistemi içindeki ortak yönelim, gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğu göz önüne alındığında anlamlıdır. Bir yıldızın ve gezegenlerinin oluşturduğu protostellar bulut, genellikle bir miktar içsel dönme momentumuna sahiptir. Bir yıldız birleşmeye başladığında, yıldızın etrafında bir protogezegen diski oluşur. Gezegenler bu diskin içinde oluştuklarından, hepsinin yörüngeleri benzerdir. İkili veya çok yıldızlı sistemlerde işler daha karmaşık olabilir, ancak tek yıldızlı gezegen sistemlerinin bizimkine benzer değişmez bir düzleme sahip olmasını beklersiniz. Ancak, yakın tarihli bir çalışmanın gösterdiği gibi, bu WASP-131 olarak bilinen bir gezegen sistemi için doğru değil.

WASP-131’in en az bir gezegeni olduğu biliniyor, 131b. Her beş günde bir 131 yörüngede dönen Satürn’den biraz daha az kütleye sahip bir sıcak gaz gezegeni. 131b ile ilgili daha önceki araştırmalar, atmosferinin ne kadar kalın olduğu nedeniyle gezegeni olağandışı buldu. Kütlesi Jüpiter’in dörtte biri kadar olmasına rağmen çapı Jüpiter’inkinden %20 daha büyüktür. 131b, bir gaz gezegeni için o kadar düşük bir yoğunluğa sahiptir ki, süper-puf gezegeni olarak bilinir.

Gezegen transit yöntemiyle keşfedildi, yani bizim açımızdan yıldızının önünden geçiyor. Dış gezegenleri bulmanın etkili bir yolu ama aynı zamanda yıldızın dönme hareketini doğrulamak için de kullanılabilir. Yıldız dönüşü nedeniyle, yıldızın bize doğru dönen bölgesinden gelen ışık biraz maviye, bizden uzağa dönen bölgeden gelen ışık ise biraz kırmızıya kayar.

Bu, yıldızdan gelen spektral çizgilerin biraz bulanık olduğu anlamına gelir. Etki, Doppler genişlemesi olarak bilinir. Gezegen yıldızın önünden geçerken sırasıyla maviye ve kırmızıya kaymış bölgelerin bir kısmını bloke eder. Bu, yıldızın spektral çizgilerinin biraz kaymasına neden olur. Bilindiği gibi bu Rossiter-McLaughlin etkisi, gökbilimcilerin yıldız dönüşünün yönünü ölçmelerine olanak tanır.

Ekip, WASP-131’in dönüşünü analiz ettiğinde, gezegenininkine benzemediğini gördü. 131b’nin yörüngesi, yıldızın dönme düzleminden yaklaşık 160 derece eğimlidir, bu da yüksek, neredeyse kutupsal bir geriye dönük yörüngede olduğu anlamına gelir. Elbette bu, gezegenin nasıl bu kadar garip bir yörüngeye sahip olabileceği sorusunu gündeme getiriyor.

Bir fikir, Kozai etkisi olarak bilinen bir süreçtir. Gezegen, yıldızı ve sistemdeki diğer gezegenler arasındaki dinamik etkileşimler, yörüngenin değişmez gezegenden uzaklaşmasına neden olabilir. Bunu zaman içinde Pluto’nun yörüngesini eğmiş olan Pluto ve Neptün ile kendi güneş sistemimizde görüyoruz. Ancak Kozai etkisi daha küçük gezegenlerde daha belirgindir ve gezegen ile yıldız arasındaki etkileşim tek başına böyle eğimli bir yörüngeyi açıklamak için yeterli değildir. Başka bir olasılık, gezegen ile protogezegen diski arasında oluşum döneminin başlarında meydana gelen bir manyetik etkileşimdir.

Garip yörüngenin arkasındaki mekanizma net olmasa da, birçok sıcak gaz ötegezegeninde görülen bir modeli takip ediyor. Bunların yaklaşık dörtte biri önemli ölçüde eğimli yörüngelere sahip. Görünüşe göre bu gezegenler bazen çizginin dışına çıkıyor.

Araştırma şu adreste yayınlandı: arXiv ön baskı sunucusu.