2000’lerin başına kadar, bilinen tek gezegenler kendi uzay mahallemiz olan Güneş Sistemi’nde bulunuyordu. Bu gezegenler genel olarak iki kategoriye ayrıldı: İç Güneş sistemindeki küçük kayalık gezegenler ve dış kısımda bulunan soğuk gaz devleri. Güneş dışındaki yıldızların etrafında dönen öte gezegenlerin keşfiyle birlikte farklı gezegen sınıfları keşfedildi ve yeni bir fotoğraf ortaya çıkmaya başladı.
Örneğin Kepler vazifesinden elde edilen bilgiler, gazdan oluşan büyük öte gezegenlerin yıldızlarının çok yakınında yörüngede dönerek 727 santigrat dereceyi aşan sıcaklıklara ulaştığını gösterdi. Bu gezegenler “sıcak” yahut “aşırı sıcak” Jüpiterler olarak isimlendirildi ve bunların birçok Neptün ile Dünya ortasında boyutlara sahip olsa da bileşimleri hakkında pek bir şey bilmiyoruz.
Pekala sıcak, gaz halindeki gezegenler yıldızlarına bu kadar yakın bir yerde nasıl oluşup var olabilirler? Burada ne çeşit çok fizikî süreçler gerçekleşiyor? Bu soruların cevapları, öte gezegenler ve Güneş Sistemi gezegenlerini anlamamızda büyük bir tesire sahip. The Astrophysical Journal Letters’da yayımlanan son çalışmada gezegen oluşumu ve evrim bulmacasına bir modül daha eklendi.
Kelt-9b
Sıcak Jüpiterler aslında çok fizikî ve kimyasal süreçlere açılan bir penceredir. Bunları incelemek, kimyasal ve termal süreçler, atmosferik dinamikler ve bulut oluşumu hakkındaki anlayışımızı büyük ölçüde geliştirebilir.
Hâlâ gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve su üzere elementlerin kendi Güneş sistemimize nasıl iletildiğini açıklamaya çalışıyoruz. Bunu anlamak için öte gezegenlerin atmosferlerini gözlemleyerek kimyasal bileşimleri hakkında daha fazla şey öğrenmemiz gerekiyor.
Atmosferleri gözlemlemek
Öte gezegen atmosferlerini incelemek için iki ana yol vardır. ‘Geçiş’ yolunda, yıldızının önünden geçerken öte gezegenin atmosferinden süzülen yıldız ışığını yakalayabilir ve orada bulunan rastgele bir kimyasal elementin parmak izlerini ortaya çıkarabiliriz.
Bir gezegeni araştırmanın öbür prosedürü ise yıldızının gerisinden geçtiği ‘tutulma’ sırasındadır. Gezegenler ayrıyeten ışığın küçük bir kısmını yayar ve yansıtır, böylelikle gezegenin gizlendiği ve görünür olduğu anlarda toplam ışıktaki küçük değişiklikleri karşılaştırarak gezegenden gelen ışığı çıkarabiliriz.
Her iki müşahede çeşidi de farklı dalga uzunluklarında yahut renklerde gerçekleştirilir ve kimyasal elementler ve bileşikler çok özel dalga uzunluklarında emilip yayıldığından, gezegenin atmosferinin bileşimini anlamlandıracak bir spektrum üretilebilir.
Kelt-9b’nin sırları
Çalışma kapsamında araştırmacılar, bu gezegenin tutulma spektrumunu elde etmek için Hubble Uzay Teleskobu tarafından kaydedilen imgeleri kullandı. Yapılan incelemeler sonucunda bol ölçüde metale rastlandı. Bu keşif değişiktir çünkü daha evvel bu moleküllerin bu kadar çok sıcaklıklarda bulunamayacağı düşünülüyordu.
Kelt-9b, etrafında döndüğü yıldızından gelen güçlü kütleçekim kuvvetine maruz kalıyor; bu da ‘kütleçekim kilidi’ olarak bilinen ve gezegenin birebir yüzünün daima olarak yıldıza dönük kalmasına neden olan bir duruma yol açıyor. Münasebetiyle gezegenin gündüz ve gece tarafları ortasında güçlü sıcaklık farkları bulunuyor.
Araştırmacılar, tutulma gözlemleriyle daha sıcak olan tarafı araştırırken, gözlemlenen moleküllerin aslında yıldıza dönük olmayan daha soğuk bölgelerden yahut gezegenin iç kısmının daha derinlerinden dinamik süreçlerle sürüklenebileceğini öne sürdü. Bu müşahedeler, uç şartlara sahip bu dünyaların atmosferlerinin çok az anlaşılan karmaşık süreçler tarafından yönetildiği gösteriyor.
Kelt-9b’yi farklı kılan bir öbür yanıysa yaklaşık 80 derecelik eğimli yörüngesi. Bu, muhtemel çarpışmalarla dolu şiddetli bir geçmişe işaret ediyor ve aslında bu sınıfta yer alan birçok gezegende de görülüyor. Araştırmacılar, bu gezegenin ana yıldızından uzakta oluşmuş olabileceğini ve çarpışmaların yıldıza gerçek göç ederken meydana gelmiş olabileceğini düşünüyor. Bu, büyük yıldızların gezegenlerine hakikat göç ederken gazlı ve katı malzemeleri yakalayan önyıldız disklerde, ana yıldızlarından uzakta oluşma eğiliminde oldukları teorisini destekliyor.
Gelecek misyonlar
Hubble Uzay Teleskobu üzere gözlemevleri, dış gezegen atmosferlerini incelemek için tasarlanmamıştır. Bu noktada James Webb Uzay Teleskobu ve Ariel vazifesi üzere yeni kuşak uzay teleskopları, bilhassa dış gezegen atmosferlerinin titiz bir formda gözlemlenmesi için özel olarak tasarlanmış gelişmiş yeteneklere ve araçlara sahip olacak.
Sıcak Jüpiter gezegen sınıfın ortaya attığı birçok temel soruyu yanıtlamamıza müsaade verecek bu teleskoplar, ayrıyeten küçük dünyaların atmosferlerini de inceleyecek. Bilhassa 2029 yılında fırlatılması beklenen Ariel, ötegezegen bilimindeki en temel soruların kimilerinin üstesinden gelmek için yaklaşık 1000 ötegezegen gözlemleyecek.
Ariel tıpkı vakitte bu dünyaların atmosferine detaylı olarak bakan birinci uzay misyonu olacak. Nihayetinde bize bu dış gezegenlerin nelerden ve nasıl oluştuğunu, nasıl evrimleştiğini anlatabilir.
