12 Mart 2021

Kayalık Gezegende Atmosfer Oluşumu İzleniyor

Yer ile benzer yoğunlukta, boyutta ve yaşta olan GJ 1132b gezegeninde atmosferi şekillendiren volkanik hareketler olduğu keşfedildi. Kırmızı cüce çevresinde bir turunu bir buçukta günde tamamlayan gezegen oldukça sıcak. Gezegenin oluşumu sırasında bir atmosferi olduğu ancak bunu kaybettiği ve şimdi yeni ve kalıcı bir atmosfer oluşturma sürecinde olduğu düşünülüyor. (NASA, ESA, and R. Hurt (IPAC/Caltech))

Hubble teleskopu verileri ile uzak yıldızın çevresindeki karasal gezegende atmosferi şekillendiren volkanik hareketler tespit edildi. GJ 1132b adlı gezegen gezegenimizle benzer yoğunlukta, boyutta ve yaştadır.

GJ 1132b gezegeni kalın bir atmosfere sahip olarak yaşamına başlamış görünüyor. Başlangıçta birkaç Yer büyüklüğünde olan  –alt Neptün- gezegen, genç, sıcak yıldızdan gelen yoğun ışınımdan dolayı ilkel hidrojen ve helyum atmosferini kaybetti. Kısa süre içinde yaklaşık Yer büyüklüğüne kadar küçüldü.

Hubble’ın yeni gözlemleri gezegenin ilk atmosferinin yerini alan hidrojen, hidrojen siyanür, metan ve amonyak açısından zengin ikinci bir atmosferi olduğunu ortaya çıkardı. Gökbilimciler orijinal atmosferdeki hidrojenin gezegenin erimiş magma mantosunca emildiğini ve yeni bir atmosfer oluşturmak için volkanizma tarafından yavaşça salındığını öne sürdüler. İkinci atmosfer manto tarafından salınan hidrojence sürekli yenileniyor.

Cambridge Üniversitesinden Paul Rimmer: “Bu ikinci atmosfer gezegenin yüzeyinden ve iç kısmından gelen maddeyle oluşuyor. Bu da gezegeni anlamak için bir pencere açıyor” diyor.

JPL’den Raissa Estrela:“Aslında önceleri bu tür gezegenlerin atmosferlerini tamamen kaybettiğini düşünürdük. Ancak Hubble ile bu gezegene baktığımızda orada bir atmosfer olduğunu fark ettik” diyor.

JPL’den Mark Swain: “Kayalık gezegenlerin aslında kaç tanesi kayalık olarak doğdu? Bazıları alt Neptün olarak doğmuş ve ilkel atmosferini kaybettiğinde kayalık hale gelmiş olabilir. Bu süreç sadece yıldızın daha sıcak olduğu gezegenin erken yaşlarında gerçekleşiyor olabilir. Yani ilk 100 milyon yılda atmosferi uçuracak bir mekanizma varken sonrasında işler düzeliyor. Yeni oluşan atmosfer aynı zamanda kalıcı bir atmosferiniz olduğu anlamına gelir” diyor.

GJ 1132 b'nin Spektrumu
GJ 1132b’nin atmosferinde bolca hidrojen ve hidrojen siyanür olduğu belirlendi. Yukarıdaki grafikte sarı çizgi molekül spektrum modelini, mavi noktalar işaretler gezegendeki veriyi gösteriyor. Bu veriler geçiş yöntemiyle yani gezegen yıldızının önünden geçerken atmosferinden süzülen ışığın tayfı alınarak elde edildi. (NASA, ESA, and P. Jeffries (STScI))

Bazı yönlerden GJ 1132b’nin Yer ile benzer ve farklı özellikleri var. Her ikisi de benzer yoğunlukta, benzer boyutta ve yaşta. İki gezegende 4.5 milyar yıl yaşında. Ekibin çalışması GJ 1132b ve Yer ile benzer atmosferik basınca sahip olduğunu da belirledi.

Ancak iki gezegenin de oluşum geçmişleri çok farklıdır. Yer’in alt Neptün olarak doğup sonra ana atmosferini kaybedip geriye kalan çekirdeğinin gezegenimizi oluşturmuş olması olası görünmüyor. Üstelik gezegenimiz bir sarı cüce yıldız olan Güneş çevresinde dolanıyor. GJ 1132b ise kırmızı cüce olan yıldızına öylesine yakın ki bir turunu bir buçuk günde tamamlıyor. Bu kadar yakın olması ise gezegenin yıldızına kilitli olmasına neden oluyor –Ay’ın bize sürekli aynı yüzünü göstermesi gibi.

“Soru şu: mantonun sıvı halde olmasını sağlayan ve volkanizmaya güç verecek kadar sıcak tutan şey nedir? Özel bir sisteme bakıyoruz çünkü oldukça fazla gelgit ısınması gerçekleşiyor” diyor Swain.

Gelgit ısınması denilen olay bir gezegenin yörüngesinden ve kendi çevresindeki dönüşünden dolayı gezegenin içinde sürtünmenin oluşturduğu ısı enerjisidir. GJ 1132b eliptik yörüngede dolandığından gezegene etki eden gelgit kuvvetleri yıldıza yakınken en şiddetli duruma gelir. Yıldızın en az bir gezegene uyguladığı çekim kuvvetleri nedeniyle gezegendeki kütleçekimsel etki onun sıkışıp gerilmesine neden olur. Bu gelgit ısınması mantonun uzun sürede sıvı olarak kalmasını sağlar. Bu olaya verilecek en iyi örnek Güneş Sistemimizde Jüpiter ile kütle çekimsel etkileşmeler nedeniyle oluşan volkanizmal hareketlere sahip Io uydusudur.

Ekip, GJ 1132b’nin kabuğunun son derece ince, belki de yalnızca onlarca metre kalınlıkta olduğunu düşünüyor. Bu da, volkanik dağları andıran herhangi bir şeyin oluşumu için oldukça zayıf bir kabuk demektir. Düz arazisi gelgit nedeniyle esneyip yumurta kabuğu gibi kolayca çatlayabilir. Hidrojen ve diğer gazlar bu çatlaklardan püskürebilir.

“Atmosferi yeterince inceyse –Yani Dünya’daki gibi benzer yüzey basıncına sahipse- kırmızıöte dalga boylarında hemen her yerini görebileceğimiz anlamına gelir. Eğer bu gezegen James Webb teleskopuyla incelenirse sadece atmosferi değil yüzey spektrumunu da elde edebiliriz. Tabi bu bir olasılık. Yüzeydeki magma havuzlarını veya varsa volkanlarını görebiliriz. Bu daha fazla emisyon üreteceğinden potansiyel olarak gezegendeki jeolojik hareketliliği inceleyebiliriz ki bunu düşünmek bile çok heyecanlı” diyor Swain.

“Buradan alacağımız sonuç önemli, çünkü ötegezegenlerin atmosferlerini ve yüzey jeolojisini anlamamız için güzel örnek olacaktır. Güneş Sistemimizdeki karasal gezegenlerin –Merkür, Venüs, Yer ve Mars- atmosferlerindeki hidrojenin oksijene oranının karşılaştırılması yoluyla büyük resmin nereye oturduğunu anlamak açısından da önemlidir” diyor Rimmer.

Geçiş yöntemiyle keşif. Videoyu Türkçe altyazılı şekilde izleyebilirsiniz.


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

%d blogcu bunu beğendi: