Webb, erimiş kayalardan oluşan HD 3167 b’de atmosfer kanıtı buldu

Gökbilimciler, kayalık gezegenlerin atmosfer taşıyıp taşımadığı sorusuna yeni bir veri ekledi. Chicago Üniversitesi’nden Brandon Park Coy liderliğindeki ekip, James Webb Uzay Teleskobu gözlemleriyle HD 3167 b adlı kayalık süper-Dünya’nın çevresinde bir atmosfer bulunduğuna dair kanıt bildirdi. Çalışma The Astrophysical Journal Letters’ta yayımlandı.

Cehennem gibi bir dünya

HD 3167 b, Balıklar takımyıldızında, Dünya’dan 154 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. Yıldızının çevresini yalnızca bir Dünya gününde tamamlayan gezegen, yıldıza dönük yüzeyinin büyük olasılıkla erimiş kayadan oluşması nedeniyle “lav dünyası” olarak sınıflandırılıyor. Bu koşullarda yaşam olması mümkün değil; ancak araştırmacılar bu gezegenlerin diğer kayalık dünyalar hakkında fikir verebileceğini düşünüyor.

Bugüne kadar listelenen 6.300’den fazla ötegezegenin çoğu kayalık değil ve bilinen kayalık gezegenlerin yalnızca küçük bir kısmının atmosferi var. Bu yüzden kayalık bir gezegende atmosfer bulmak, yaşam arayışı açısından önemli. Çünkü atmosfer, yüzeyde sıvı suyun var olabilmesi için gerekli.

Atmosfer nasıl anlaşıldı?

Doğrudan Dünya benzeri gezegenlerde yaşam belirtisi aramak şu an mümkün değil. Bunun yerine Webb’in orta kızılötesi ışığı algılama yeteneği, gezegenin sıcaklığını tahmin etmek için kullanılıyor. Bu çalışmada “ikincil tutulma” yöntemi kullanıldı: Gezegen yıldızının arkasından geçerken ne kadar ışık kaybedildiği ölçülüyor ve fark, gezegenin kendi yaydığı orta kızılötesi ışığı ortaya koyuyor.

Atmosferi olmayan bir gezegenin yıldıza dönük yüzü, yüzeyin yansıtıcılığına ve yıldıza uzaklığına göre teorik olarak mümkün olan en yüksek sıcaklığa ulaşmalı. Atmosfer ise ısıyı gündüz yüzünden gece yüzüne taşır; tıpkı Venüs’te gündüzle gece, kutuplarla ekvator arasında neredeyse hiç sıcaklık farkı olmaması gibi. Üstelik bulutlar gelen yıldız ışığını yansıtıp gündüz tarafını soğutabilir. HD 3167 b’nin gündüz yüzü beklenen azami değerden belirgin biçimde daha serin; bu da atmosfer için güçlü kanıt.

Neden şaşırtıcı?

Çalışmanın eş yazarı Edwin Kite, bir kayalık gezegen yıldızına ne kadar yakınsa atmosfer tutmanın o kadar zorlaşması gerektiğini, çünkü gezegenin yıldız rüzgârı ve yüksek enerjili fotonlarla bombardımana tutulduğunu söyledi. Buna rağmen birçok lav dünyası atmosfere sahip görünüyor. Atmosfer kanıtı bulunan lav dünyaları arasında yer alan HD 3167 b, bunların arasında şimdiye dek bulunan en soğuğu. Bu da bilim insanlarının atmosferli ve atmosfersiz gezegenler arasındaki sıcaklık geçişini anlamasına yardımcı olabilir.

Çalışma, Maryland Üniversitesi’nden Megan Weiner Mansfield’in yönettiği ve 10 ultra sıcak lav dünyasına bakan bir programın ilk sonucu. Programın amacı, atmosfer görülmesi için kritik bir sıcaklık eşiği olup olmadığını öğrenmek. Coy’a göre bu gezegenler, genç Dünya’nın da muhtemelen bir lav dünyasına benzediği düşüncesiyle ilgi çekiyor.

Atmosferin bileşimi hâlâ belirsiz. HD 3167 b’nin silikat ağırlıklı, Dünya’nın mantosuna benzer minerallerden oluşan bir yapısı olabilir. Önceden ultra sıcak gezegenlerdeki atmosferin buharlaşmış kayadan oluşacağı düşünülüyordu; ancak bazılarında karbondioksit, karbonmonoksit ya da su gibi daha ağır gazlar bulunabileceğine dair işaretler beliriyor. Yeni gözlemler bu soruyu yanıtlamak için planlanıyor.

Sonuç, uzaktaki kayalık gezegenlerin atmosfer taşıma olasılığı hakkındaki kuramları da zorluyor. Bilim insanları şimdi daha soğuk lav dünyalarını gözlemleyerek atmosferin hangi sıcaklıkta ortadan kalktığını bulmaya çalışacak. Bu, gelecekte yaşanabilir olabilecek daha ılıman kayalık gezegenlerde atmosfer aramanın yöntemlerini de şekillendirecek.

Kapak fotoğrafı: Illustration NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) / Wikimedia Commons (Public domain)