Kısaca

Gökbilimciler, NIRPS tayfölçeriyle yaptıkları gözlemlerde alt-Neptün sınıfı GJ 3090 b gezegeninin, merkezindeki kızıl cüce yıldızın dönüş yönüne zıt olarak 136 derecelik ters bir yörüngede ilerlediğini tespit etti.

Cenevre Üniversitesi öncülüğünde yürütülen uluslararası bir araştırma, Başak takımyıldızında yer alan alt-Neptün sınıfı GJ 3090 b ötegezegeninin, yörüngesinde kendi yıldızının dönüş yönünün tersine hareket ettiğini ortaya koydu. Şili'deki La Silla Gözlemevinde bulunan 3,6 metrelik Avrupa Güney Rasathanesi (ESO) teleskobuna bağlı NIRPS ve HARPS tayfölçerleriyle yapılan hassas hız ölçümleri, gezegenin yörünge düzlemi ile yıldızın ekvator düzlemi arasındaki Psi açısının yaklaşık 136 derece olduğunu gösterdi. Astronomi literatüründe retrograd yani ters yörünge olarak adlandırılan bu yerleşim, gezegenin yıldızının dönüş eksenine göre adeta baş aşağı bir hatta ilerlediğini kanıtlıyor. Çalışmanın ilk yazarı Yann Carteret, gezegenin yalnızca yüksek bir eğime sahip olmakla kalmayıp doğrudan ters yönde dönmesinin kendileri için büyük bir sürpriz yarattığını belirtiyor.

NASA'nın TESS uzay teleskobu tarafından transit geçiş yöntemiyle ilk kez 2022 yılında tespit edilen GJ 3090 b, Dünya'nın yaklaşık 4,5 katı kütleye ve 2,2 katı yarıçapa sahip. Bir kızıl cüce yıldızın etrafında dönen gök cismi, galakside en yaygın gezegen türü sayılan alt-Neptün kategorisinde yer alıyor. Kanarya Adaları Astrofizik Enstitüsünün (IAC) ışık iletimini sabitleyen fiber demeti tasarımını üstlendiği kızılötesi tayfölçer NIRPS, gezegenin yıldızının önünden geçtiği anlarda yıldız ışığında meydana gelen tayfsal kaymaları kaydederek bu ters yörüngeyi netleştirdi. Elde edilen bulgular, GJ 3090 b'yi NIRPS cihazıyla saptanan ters yörüngeli ilk kızıl cüce gezegeni olarak kayıtlara geçirdi.

Gökbilimdeki standart gezegen oluşum modellerine göre, çöken bir gaz ve toz bulutundan doğan yıldız ile çevresindeki proto-gezegen diski aynı yönde döner; bu nedenle oluşan gezegenlerin de yıldızın ekvatoral düzleminde ve aynı doğrultuda hizalanması beklenir. Güneş Sistemimizdeki sekiz gezegen 3 ila 7 derecelik küçük sapmalarla bu kuralı takip ederken Dünya'nın eğim açısı 7 derecenin biraz üzerinde kalıyor. Literatürde 70 dereceden fazla yörünge eğimine sahip çoklu gezegen sistemlerinin sayısı beşi geçmezken bu sistemlerin tamamında yörüngeyi büken dev bir komşu gök cismi bulunuyordu. Buna karşılık NIRPS verileriyle GJ 3090 sisteminde iki gezegen daha tespit edilmesine rağmen, bu gök cisimlerinin hiçbirinin GJ 3090 b'nin yörüngesini 136 derece saptıracak kütleye ya da yakınlığa sahip olmadığı belirlendi.

Kütleçekimsel etkiyle yörüngeyi bükecek dev bir gezegen ya da yıldız eşlikçisinin bulunmaması, araştırmacıları klasik senaryoların dışındaki ihtimalleri değerlendirmeye yöneltti. Cenevre Üniversitesinden Vincent Bourrier, dev bir eşlikçinin yokluğunun kendilerini alternatif hipotezler keşfetmeye zorladığını ifade ediyor. Ekibin sunduğu en güçlü senaryoya göre, merkezi yıldız henüz oluşum aşamasındayken yıldızlararası ortamdan ya da başka bir gaz bulutuyla karşılaşmadan ters dönüşlü ikinci bir madde diski yakaladı ve GJ 3090 b doğrudan bu eğik diskin içinde doğdu. Henüz kesin olarak kanıtlanmamış olan bu hipotez, dışarıdan şiddetli bir kütleçekimsel çarpışma veya bozulma gerektirmeden gözlenen yörünge açısını açıklayabiliyor.

Araştırma ekibinin duyurduğu bir sonraki aşama, GJ 3090 b'nin atmosferik bileşimini tayf analizleriyle inceleyerek yıldız çevresinde kalıntı disklerin veya sistemin yakınından geçmiş olabilecek uzak kütlelerin kimyasal izlerini taramak olacak. Kaynaklarda Dünya'ya mesafesi 54 ile 73 ışık yılı arasında aktarılan sistem, galaksideki en yaygın yıldız türü olan kızıl cücelerin çevresindeki gezegen mimarisinin sanılandan çok daha çeşitli yollarla kurulabileceğini ortaya koyuyor.

Neden önemli?Sistemde yörüngeyi eğecek dev bir gezegen bulunmaması, standart tek disk modelini geçersiz kılarak gezegenlerin yıldızın sonradan yakaladığı ters dönüşlü ikincil disklerde de doğabileceğini gösteriyor.

Şu ana kadar bildiklerimiz

  • GJ 3090 b, Dünya'nın 4,5 katı kütleye ve 2,2 katı yarıçapa sahip bir alt-Neptün olarak kızıl cüce yıldızının etrafında dolanıyor.
  • Gezegenin yörünge düzlemi ile yıldızının dönüş yönü arasındaki açı 136 derece olarak ölçüldü.
  • Ölçümler Şili'deki La Silla Gözlemevinde yer alan 3,6 metrelik ESO teleskobundaki NIRPS tayfölçeri kullanılarak yapıldı.

Cevabı beklenen sorular

  • GJ 3090 b'nin atmosfer bileşimi incelendiğinde geçmişteki ikincil gaz diskine ait kimyasal izler bulunabilecek mi?
  • Sistemin yakınından geçmiş olabilecek uzak bir gök cisminin yörünge üzerindeki olası çekim etkisi saptanabilecek mi?
Kaynaklar ve belgeler

Bu haberde kullanılan belgelere aşağıdaki bağlantılardan ulaşabilirsiniz.