Su Dünyaları Olan İki Ötegezegen

Bu çizimde, ötegezegen Kepler-138 d ön plandadır ve Kepler-138 c soldadır. Arka planda, Kepler 138 b ana yıldızının önünden geçiyor. Kepler-138 c ve Kepler-138 d'nin düşük yoğunlukları, büyük ölçüde sudan oluşmaları gerektiğini göstermektedir. Kaynak: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Teleskoplar ötegezegenlerin yüzeylerini doğrudan gözlemleyemese de, yoğunlukları kaya dünyalarından daha hafif, ancak gaz ağırlıklı olanlardan daha ağır olduklarını gösteriyor.

Montreal Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından yönetilen bir ekip, kırmızı cüce bir yıldızın etrafında dönen iki ötegezegenin, suyun tüm gezegenin büyük bir bölümünü oluşturduğu "su dünyaları" olduğuna dair kanıtlar buldu. Lyra takımyıldızında 218 ışık yılı uzaklıktaki bir gezegen sisteminde bulunan bu dünyalar, güneş sistemimizde bulunan hiçbir gezegene benzemiyor.

Piaulet ve meslektaşları, NASA'nın Hubble'ı ve emekliSpitzeruzay teleskopları ile Kepler-138c ve Kepler-138d ötegezegenlerini gözlemledi ve gezegenlerin büyük ölçüde sudan oluşabileceğini keşfetti. Bu iki gezegen ve yıldıza daha yakın olan daha küçük bir gezegen arkadaşı olan Kepler-138b, daha önce NASA'nın Kepler Uzay Teleskobu tarafından keşfedilmişti. Yeni çalışma, dördüncü bir gezegen için de kanıt oluşturdu.

Su, Kepler-138c ve d'de doğrudan tespit edilmedi, ancak gezegenlerin boyutlarını ve kütlelerini modellerle karşılaştırarak, gökbilimciler hacimlerinin önemli bir kısmının - yarısına kadar - kayadan daha hafif ancak hidrojen veya helyumdan daha ağır olan malzemelerden (Jüpiter gibi gaz devi gezegenlerin kütlesini oluşturan) yapılması gerektiği sonucuna vardılar. Bu aday malzemelerden en yaygın olanı sudur.

"Daha önce Dünya'dan biraz daha büyük olan gezegenlerin, Dünya'nın ölçeklendirilmiş versiyonları gibi büyük metal ve kaya topları olduğunu düşündük ve bu yüzden onlara süper Dünyalar adını verdik" diye açıklıyor Montreal Üniversitesi'nde astrofizik profesörü ve ortak yazarBjörn Benneke. "Bununla birlikte, şimdi bu iki gezegenin, Kepler-138c ve d'nin, doğada oldukça farklı olduğunu ve tüm hacimlerinin büyük bir kısmının muhtemelen sudan oluştuğunu gösterdik. Bu, gökbilimciler tarafından uzun süredir var olduğu teorize edilen bir gezegen türü olan su dünyaları için şimdiye kadarki en iyi kanıttır. "

Bu çizim, Dünya'nın ve ötegezegen Kepler-138d'nin kesitlerini göstermektedir. Kepler-138d'nin yoğunluğunun ölçümleri, hacminin% 50'sinden fazlasını, yaklaşık 1.243 mil (2.000 kilometre) derinliğe kadar oluşturan bir su tabakasına sahip olabileceğini düşündürmektedir. Kaynak: Benoit Gougeon (Montreal Üniversitesi)

Dünya'nın üç katından daha büyük hacimlere ve iki kat daha büyük kütlelere sahip olan c ve d gezegenleri Dünya'dan çok daha düşük yoğunluklara sahiptir. Bu şaşırtıcıdır, çünkü şimdiye kadar ayrıntılı olarak incelenen Dünya'dan biraz daha büyük gezegenlerin çoğu, bizimki gibi kayalık dünyalar gibi görünüyordu. Araştırmacılar, en yakın karşılaştırmanın, dış güneş sistemindeki buzlu aylardan bazıları olacağını ve bunların da büyük ölçüde kayalık bir çekirdeği çevreleyen sudan oluştuğunu söylüyor.

Piaulet, "Jüpiter ve Satürn'ün etrafında dönen su bakımından zengin uydular olan Europa veya Enceladus'un daha büyük versiyonlarını hayal edin, ancak yıldızlarına çok daha yakındırlar." diyor.

Araştırmacılar, gezegenlerin doğrudan gezegenin yüzeyinde Dünya'dakiler gibi okyanuslara sahip olmayabileceği konusunda uyarıyorlar. "Kepler-138d'nin atmosferindeki sıcaklık muhtemelen suyun kaynama noktasının üzerindedir ve bu gezegende buhardan yapılmış kalın, yoğun bir atmosfer bekliyoruz. Sadece bu buhar atmosferi altında potansiyel olarak yüksek basınçta sıvı su, hatta süper kritik sıvı olarak adlandırılan yüksek basınçlarda meydana gelen başka bir fazda su olabilir, "diyor Piaulet.

2014 yılında, NASA'nın Kepler Uzay Teleskobu'ndan elde edilen veriler, gökbilimcilerin Kepler-138'in yörüngesindeki üç gezegenin tespit edildiğini duyurmalarına izin verdi. Bu, buluş gezegen anlık olarak yıldızının önünden geçerken yıldız ışığında ölçülebilir bir düşüşe dayanıyordu.

New Mexico Üniversitesi'nden Benneke ve meslektaşı Diana Dragomir, atmosferini incelemek için sistemdeki üçüncü gezegen olan Kepler-2014d'nin daha fazla geçişini yakalamak için 2016 yılında Hubble ve Spitzer uzay teleskoplarıyla gezegen sistemini yeniden gözlemleme fikrini ortaya attı.

İki olası su dünyası, Kepler-138c ve d, yaşanabilir bölgede, sıcaklıkların kayalık bir gezegenin yüzeyinde sıvı suya izin vereceği bir yıldızın etrafındaki alanda yer almıyor. Ancak Hubble ve Spitzer verilerinde, araştırmacılar ayrıca yaşanabilir bölgede sistemde yeni bir gezegen olan Kepler-138e için kanıt buldular.

Yeni bulunan bu gezegen, yıldızından diğer üçünden daha küçük ve daha uzaktır ve bir yörüngeyi tamamlaması 38 gün sürer. Bununla birlikte, bu ek gezegenin doğası açık bir soru olmaya devam ediyor, çünkü ev sahibi yıldızının önünden geçmiyor gibi görünüyor. Ötegezegenin geçişini gözlemlemek, gökbilimcilerin boyutunu belirlemelerine izin verecekti.

Kepler-138e şu anda resimdeyken, daha önce bilinen gezegenlerin kütleleri, gezegenlerin yıldızlarının önündeki geçişlerinin kesin anlarındaki küçük değişimlerin izlenmesinden oluşan transit zamanlama-varyasyon yöntemi ile tekrar ölçüldü.

Araştırmacılar başka bir sürprizle karşılaştılar: İki su dünyasının Kepler-138c ve daha önce büyük ölçüde farklı oldukları düşünülürken, neredeyse aynı boyut ve kütleye sahip "ikiz" gezegenler olduğunu buldular. Öte yandan, daha yakın olan gezegen Kepler-138b'nin, bugüne kadar bilinen en küçük ötegezegenlerden biri olan küçük bir Mars kütleli gezegen olduğu doğrulandı.

Benneke, "Aletlerimiz ve tekniklerimiz, yıldızlarından daha uzak olan gezegenleri bulmak ve incelemek için yeterince hassas hale geldikçe, bu su dünyalarından çok daha fazlasını bulmaya başlayabiliriz" diyor.

İlhan Vardar

Kaynak : NASA, ESA Leah Hustak (STScI) Sürüm Kimliği 2022-198