Gökbilimciler yıldızlarının etrafında son derece küçük yörüngelere sahip ötegezegenlerin varlığını doğruladılar. Peki ya yıldızları tarafından yutulacak kadar yakınlaşan ötegezegenler ve ya bu Dünya büyüklüğünde bir ötegezegense?
İşte arXiv ön baskı sunucusunda yayınlanan ve AAS Journals'a kabul edilen yeni bir çalışma bunu ele almayı umuyor. 50'den fazla araştırmacıdan oluşan uluslararası bir ekip, "ultra kısa periyotlu" (USP) ötegezegenler olarak bilinen ve sonunda gelgit bozulması olarak bilinen durumu yaşayabilecek ve yıldızı tarafından yok edilmesiyle sonuçlanabilecek, yalnızca 5,7 saatlik bir yörünge periyoduna sahip Dünya boyutunda bir ötegezegeni araştırdı.
Bu çalışma, araştırmacıların bundan sorumlu süreçleri daha iyi anlamalarına yardımcı olma potansiyeline sahip olmasının yanı sıra, ötegezegen mimarilerine ilişkin anlayışımızı da zorlamaya devam ediyor.
Universe Today, Hawai'i Üniversitesi Astronomi Enstitüsü'nde Yardımcı Astronom olarak görev yapan ve çalışmanın başyazarı olan Dr. Fei Dai ile bu şaşırtıcı araştırmayı, çalışmanın arkasındaki motivasyonu, önemli sonuçları, potansiyel takip çalışmalarını, bu ötegezegenin Dünya büyüklüğünde olmasının önemini ve bunun kendi güneş sistemimizde meydana gelip gelemeyeceğini tartışıyor. Peki, bu çalışmanın arkasındaki motivasyon neydi?
Universe Today'e konuşan Dr. Dai, Mart 2024'te Nature dergisinde yayımlanan ve kendisinin de yazarları arasında yer aldığı, gelgit olayını ele alan ve derginin kapağında yer alacak kadar derin bir çalışma olduğunu belirttiği çalışmasına atıfta bulunarak, "Gelgit bozulması kayalık gezegenlerin potansiyel kaderi olabilir" diyor.
"Görünüşe göre güneş benzeri yıldızların yaklaşık %10'u kayalık gezegenlerini yutmuş olabilir. TOI-6255 sistemi bu gezegen yutma olaylarının en iyi bilinen öncüsüdür. Kayalık gezegenlerin gelgitle parçalanması, iç bileşimlerini incelememize ve Dünya ile karşılaştırmamıza olanak tanıyor."
Çalışma için araştırmacılar, yarıçapı ~1,08 ve kütlesi Dünya'nın ~1,44'ü kadar olan ve Dünya'dan 20,4 parsek (65,2 ışık yılı) uzaklıkta bulunan TOI-6255 b'yi analiz ettiler. Ancak Dünya büyüklüğünde olması yaşam için umut vaat etse de TOI-6255 b'nin 5,7 saatlik yörüngesi bu ötegezegeni bildiğimiz anlamda yaşamın var olabilmesi için çok sıcak hale getirmekle kalmıyor, aynı zamanda yörüngesinin onu Roche sınırı olarak bilinen sınıra tehlikeli bir şekilde yaklaştırdığı anlamına da geliyor.
Bu, daha küçük bir nesnenin daha büyük bir nesnenin yörüngesinde, daha büyük nesnenin yerçekimi küçük nesneyi parçalara ayırana kadar dönebileceği mesafedir ve TOI-6255 b aynı zamanda kara delikler de dahil olmak üzere kozmos boyunca yaygın bir olay olan gelgit bozulmasını da yaşamaktadır. Peki, çalışmadan elde edilen en önemli sonuçlar nelerdi?
Dr. Dai şöyle diyor: "Bu gezegen, kozmik ölçekte (~13Gyr) kısa olan 400Myr içinde gelgit bozulmasına mahkumdur. Gezegen aynı zamanda gelgitsel olarak futbol topu şeklinde bozulmuştur (küreden %10 sapma), buna karşılık Dünya'nın Ay'dan kaynaklanan gelgitsel bozulması sadece 1e-7 [0.0000001] düzeyindedir."
Araştırmacılar, NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu ile gerçekleştirmeyi hedefledikleri potansiyel takip çalışmalarıyla ilgili olarak Dr. Dai şunları söylüyor: "Bu gezegenin yörünge faz eğrisi çalışması, gerçekten de gelgitsel olarak çarpıtılmış olduğunu doğrulayabilir. Küresel bir gezegen için faz eğrisinin nasıl görünmesi gerektiğini biliyoruz. Gelgitsel olarak çarpık bir gezegen bundan güçlü bir sapmaya sahiptir. Ayrıca gezegenin yüzeyinin bu kadar sıcak bir gezegende bekleneceği gibi lav havuzuyla kaplı olup olmadığını da görebiliriz."
USP'ler yörüngeleri bir günden daha kısa ve kütleleri Dünya'nın 2 katından daha az olan ötegezegenlerdir. İlgi çekici olmakla birlikte, 2014 yılında yapılan bir çalışmada güneş benzeri yıldızların etrafında yaklaşık %0,5'inin bulunduğu tahmin edilen ve 2019 yılında yapılan bir çalışmada kütle kompozisyonları (yani demir çekirdek ve manto kütlesi) tartışılan sadece 100 USP keşfedilmiştir.
Belirtildiği gibi, son derece kısa yörüngeleri göz önüne alındığında, bu dünyalar muhtemelen bildiğimiz yaşamın var olması için çok sıcaktır ve USP'lerle birlikte, yıldızlarının yörüngesinde sadece birkaç günde dönen ve gökbilimcilerin nüfuslarının yüzlerce olduğunu tahmin ettiği tanıdık "sıcak Jüpiterler" vardır. Adlarından da anlaşılacağı üzere bu dünyalar Jüpiter büyüklüğünde ya da daha büyük gaz gezegenleridir ve bildiğimiz anlamda yaşamın var olabilmesi için potansiyel olarak çok sıcaktırlar. Peki TOI-6255 b'nin Jüpiter büyüklüğünde ya da daha büyük bir gezegen yerine Dünya büyüklüğünde bir gezegen olmasının önemi nedir?
Dr. Dai şöyle diyor: "Dünya'ya benzer büyüklükteki gezegenler büyük olasılıkla kayalıktır, yani çoğunlukla demir çekirdek ve silikat mantodan oluşur. Bize diğer gezegen sistemlerindeki karasal gezegenlerin nelerden oluştuğunu gösterirler. Jüpiter büyüklüğündeki gezegenler kesinlikle kalın hidrojen ve helyum atmosferleriyle kaplıdır. Jüpiter büyüklüğündeki gezegenlerin yaşam barındırması pek olası değildir."
TOI-6255 b'nin 400 milyon yıl daha parçalanması beklenmese de, herhangi bir ötegezegenin ev sahibi yıldızı tarafından parçalara ayrılmasını izlemek, gezegenin dış ve iç bileşimlerine ilişkin önemli bilgiler sağlayabilir ve böylece ötegezegenler ile güneş sistemimizdeki gezegenler arasındaki benzerlikleri daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
Bu eşsiz dünyalar ve onların son derece dar yörüngeleri, Samanyolu galaksisindeki güneş sistemi mimarisi anlayışımıza meydan okumaktadır; çünkü Merkür güneşimize en yakın gezegendir ve bir yörüngeyi tamamlaması hala 88 gün sürmektedir.
Şimdilik, güneş sistemimiz ile ötegezegen sistemleri arasındaki bir benzerlik Roche sınırıdır. Bununla birlikte, çalışma aynı zamanda TOI-6255 b'yi fiziksel olarak bozan gelgit bozulmasına da odaklanıyor ve Dr. Dai yukarıda "Gelgit bozulması kayalık gezegenlerin potansiyel bir kaderi olabilir" diyor. Bu nedenle, güneş sistemimizdeki kayalık gezegenler için gelgit bozulmasının meydana gelme olasılığı nedir ve neden?
Dr. Dai şöyle diyor: "Güneş sistemimizde gezegenlerin gelgitle parçalanması asgari düzeydedir. Ancak Satürn'ün halkalarının Satürn'ün etrafındaki uyduların gelgitle parçalanmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Gelgit kuvvetleri büyük ölçüde yörünge ayrılığına bağlıdır, yalnızca en kısa yörünge dönemine sahip nesneler önemli gelgitler yaşar."