Uluslararası gökbilimcilerden oluşan bir ekip ilk kez ESO’nun Çok Büyük Teleskop’unu kullanarak bir süper-Dünya örneği ötegezegenin etrafındaki atmosferin analizini gerçekleştirdi. GJ 1214b olarak bilinen gezegen, yıldızının önünden geçerken gözlendi ve bu sırada gezegenin atmosferi boyunca ilerleyen bir miktar yıldız ışığı yeryüzünden gözlenmiş oldu. Şimdi bu atmosferin çoğunlukla sudan veya buhardan mı ya da kalın bulutlar ve sisten mi oluştuğunu biliyoruz. Araştırma sonuçları Nature dergisinin 2 Aralık 2010 tarihli sayısında yayınlanacak.

GJ 1214b gezegeni 2009 yılında Şili’deki 3.6 metrelik ESO teleskopu üzerindeki HARPS aleti kullanılarak keşfedildi (eso0950) [1]. Gezegenin bir atmosferi olduğuna işaret eden ilk bulgular, şimdi ESO’nun Çok Büyük Teleskop’u üzerindeki FORS aletini kullanan Jacob Bean (Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi) liderliğindeki ekibin detaylı çalışmalarıyla doğrulanmış oldu.

“Bu, atmosferi analiz edilen ilk süper-Dünya’dır. Bu dünyaları tanımlama sürecinde gerçekten önemli bir aşama kaydettik,” diyor Bean.

GJ 1214b’nin yarıçapı Dünya’nın 2.6 katı ve 6.5 kat daha büyük kütleye sahip, bu da onu, süper-Dünya’lar olarak bilinen ötegezegenler sınıfının tam ortasına koyuyor. Gezegene ev sahipliği yapan yıldız Yılancı (Ophiuchus) takımyıldızı doğrultusunda yeryüzünden 40 ışık-yılı uzaklıkta yer alıyor. Sönük [2] ve aynı zamanda küçük bir yıldız, bunun anlamı, yıldız diski ile karşılaştırıldığında gezegenin boyutu görece büyük, bu da onu çalışmak için kolay bir hedef haline getiriyor [3].  Gezegen yıldızının diski boyunca her 38 saatte bir, iki milyon kilometre uzaklıktaki yörüngesinde, yıldızın çevresindeki turunu tamamlıyor: bu uzaklık, Dünya’nın Güneş’e olan uzaklığına göre 70 kez daha yakın.

Ekip, atmosferi çalışmak için, gezegen yıldızın önünden geçtiği sırada yıldızdan gelen ışığı gözledi [4]. Bu geçişler sırasında, bir miktar yıldız ışığı gezegenin atmosferinden geçerek yeryüzüne ulaşmakta, bu sayede gezegenin kimyasal bileşimine ve hava durumuna bağlı olarak, ışık özel dalgaboylarında soğurulmaktadır. Araştırma ekibi daha sonra bu yeni hassas ölçümleri, olası diğer atmosferik bileşim örnekleriyle karşılaştırmaktadır.

Yeni gözlemlerden önce, gökbilimciler GJ 1214b için üç olası atmosfer önermişlerdi. İlginç olan ilk olasılığa göre gezegen suyla kaplanmış, şayet yıldıza yakınsa atmosferi buhar şeklinde olabilirdi. İkinci olasılığa göre ise, kayalık gezegenin atmosferi çoğunlukla hidrojenden oluşmakta, fakat yüzeyden yüksekteki bulutlar nedeniyle görüş engellenmekteydi. Üçüncü ve son olasılığa göre ise, bu ötegezegen aslında küçük bir kayalık merkeze sahipti ve atmosferin derinliklerinde  zengin-hidrojen bulunan, mini-Neptün benzeri bir gezegendi.

Yeni gözlemlere göre, hidrojene ait herhangi bir işaret bulunmuyor ve bu nedenle üçüncü seçenek göz ardı ediliyor. Bununla birlikte, gezegenin atmosferi ya buhar bakımından zengin, ya da Güneş Sistemi’ndeki Venüs ve Titan’ın atmosfer özelliklerinde görüldüğü gibi, bulutlar veya sis örtüsü hidrojene ait izleri gizliyor.

“Henüz tam olarak atmosferin hangi bileşenlerden oluştuğunu söyleyemesek te, bu kadar ötede bulunan bir gezegenin buharlı mı yoksa puslu bir atmosfere mi sahip olduğuna dair seçenekleri daraltma anlamında heyecan verici bir adımdı.” diyor Bean. “Şimdi GJ 1214b’de bulunan atmosferin özelliklerini belirlemek için  kızılötesi ışıkta, daha uzun dalgaboylarında takip gözlemlerinin yapılması gerekmektedir.”

Notlar

[1] Onaylanan ötegezegen sayısı 19 Kasım 2010 tarihi itibariyle 500’e ulaşmıştır. O günden sonra, onaylanan yeni ötegezegenler de olmuştur. En güncel sayım için, lütfen şu adresi ziyaret edin: http://exoplanet.eu/catalog.php

[2] Eğer GJ 1214’ü Güneş kadar uzaktan gözleseydik, 300 kat daha sönük görünecekti.

[3] GJ1214 oldukça sönük – görünür ışıkta, üzerinde en çok çalışılan iki sıcak Jüpiter ötegezenine ev sahipliği yapan yıldızdan 100 kez daha sönük – olduğundan dolayı, bu ölçümler için yeterli sinyali elde etmede büyük toplama alanıyla Çok Büyük Teleskop kritik bir önemdeydi.

[4] GJ 1214b’nin atmosferi elektromanyetik tayfın yakın-kızılötesi bölgesindeki çoklu cisimlerin oldukça hassas tayfölçümlerini gerçekleştirebilen, Çok Büyük Teleskop üzerindeki FORS aleti kullanılarak çalışılmıştır.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma Nature dergisinin 2 Aralık 2010 tarihli sayısında yayınlanmak üzere sunulmuştur.

Araştırma ekibinde Jacob Bean (Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi, ABD), Eliza Miller-Ricci Kempton (Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz, ABD) ve Derek Homeier (Astrofizik Enstitüsü, Göttingen, Almanya) bulunmaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa’daki en önemli hükümetlerarası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 14 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili’nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal’da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop’u (Very Large Telescope), ve dünyanın en büyük tarama teleskopu VISTA’yı işletmektedir. ESO varolan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA’nın Avrupalı ortağıdır. ESO şu anda “gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü” olacak 42-metre çapında Avrupa Aşırı Büyük optik/yakın kızılöte Teleskopu, E-ELT’yi inşa etmeyi planlıyor.

 

Kaynak:

Uzay Bilimleri.net