James Webb, şimdiye kadar bulunan en soğuk dış gezegeni doğruladı

2020 yılında Jüpiter'in kütlesinin yaklaşık 13,8 katına eşit kütleye sahip bir gaz devi ötegezegen duyuruldu. Dünya'dan 81 ışık yılı uzaklıkta, yani astronomik açıdan nispeten yakın bir mesafede bulunan bir yıldızın yörüngesinde dönen bu gezegen, bir beyaz cücenin yörüngesinde döndüğü bilinen ilk ötegezegendir.

WD 1856+534 b olarak adlandırılan bu cisim, geçiş halinde, yani bizim bakış açımıza göre yıldızının önünden geçerken tespit edildi ve bu da onu dolaylı olarak gözlemlememizi sağlıyor. Keşif şaşırtıcıydı çünkü bir yıldız öldüğünde çöküyor ve beyaz cüceye dönüşüyor; bu süreç de yakındaki gezegenleri yok ediyor.

Şimdi, henüz hakem denetiminden geçmemiş yakın tarihli bir makalede, uluslararası bir gökbilimciler ekibi başka bir rekoru doğruladı: WD 1856+534 b, şimdiye kadar gözlemlenen en soğuk dış gezegendir . Keşif, James Webb Uzay Teleskobu'ndaki (JWST) Orta Kızılötesi Alet (MIRI) kullanılarak gerçekleştirildi.

Mevcut gözlemler, 2025'te başlayacak olan teleskobun planlanan bilimsel operasyonlarının üçüncü yılına karşılık gelen JWST Genel Gözlem Programı - Döngü 3'ün bir parçasıdır. Bu döngü, araştırmacılar tarafından sunulan ve bilimsel değere göre seçilen çalışma önerilerini içerir.

Bu ölçümler, doğrudan görüntüleme yöntemini kullanarak dış gezegenleri karakterize etmek olan JWST misyonunun temel amaçlarından birini temsil ediyor. Bu teknikte teleskop, gezegenden doğrudan gelen ışığı yakalar (WD 1856+534 b'nin keşfinde olduğu gibi).

Gezegenlerden gelen doğrudan ışık nasıl yakalanır?

Spektroskopik analizle gerçekleştirilen, dış gezegenlerin doğrudan görüntülenmesi tekniği, gökbilimcilerin bu uzak dünyalardaki oksijen, metan ve su gibi biyolojik imzaları belirlemelerine, bunların bileşimi ve oluşumu hakkında ayrıntıları ortaya çıkarmalarına olanak sağlıyor. Dünya dışı yaşama dair kanıtlara yakın olduğumuz beklentisi var.

Bu amaçla emisyon spektrumları gezegensel kompozisyon ve göç geçmişi hakkında veri sağlar. Ancak, dış gezegenlerden doğrudan ışık yakalamak, ev sahibi yıldızlarının kör edici parlaklığı nedeniyle doğrudan gözlemleri sınırlayan zorlu bir görev olmaya devam ediyor.

Bunun kanıtı da şu ana kadar yıldızına doğrudan yakın bir konumda bulunan kayalık bir gezegenin ya da Dünya'nın sıcaklığına yakın 1,85 °C'nin altında sıcaklığa sahip bir dış gezegenin gözlemlenmemiş olmasıdır . Bu nedenle doğrudan görüntüleme, geniş yörüngelere veya aşırı sıcak atmosferlere sahip gaz devleriyle sınırlı kalmıştır.

Beyaz cücenin (WD) yörüngesinde dönen bir dış gezegenin keşfi, daha soğuk dünyaların tespit edilmesi için eşsiz bir fırsat sunuyor. Bunun nedeni, bu yıldızların düşük parlaklığının, Güneş benzeri yıldızlardaki ötegezegenlerin gözlenmesini zorlaştıran "kontrast zorlukları" olarak adlandırılan sorunları azaltmasıdır.

"Ölü" oldukları ve artık nükleer füzyon yoluyla enerji üretemedikleri için beyaz cüceler, yıldızları öldükten sonra gezegenlere ne olduğu konusunda da fikir veriyor. Dolayısıyla bunların incelenmesi gezegenlerin kararlılığı veya yörünge göçü ve olası varlıklarını sürdürebilmeleri hakkında bilgi ortaya koymaktadır.

Ölü yıldızların yörüngesinde dönen hayatta kalan gezegenleri incelemek

Beyaz cücelerin etrafındaki gezegenleri incelemek, astrobiyolojideki en büyük sorulardan birine cevap bulmaya yardımcı olabilir: Bu dünyalar yıldızlarının ölümünden sonra bile hayatta kalabilirler mi? Eğer öyleyse, bilim insanları bu sistemlerin yaşanabilirlik için gereken asgari koşulları hala sağlayıp sağlayamayacağını değerlendiriyorlar.

Mevcut çalışmada Mary Anne Limbach liderliğindeki gökbilimciler, James Webb'in yardımıyla WD 1856+534 b adlı ötegezegenin varlığını doğruladılar. Bunu yapmak için MIRI cihazından gelen verileri kullandılar ve gezegenin yaydığı aşırı kızılötesi ışığı analiz ettiler.

Bu teknikle, ötegezegenin kütlesini sınırlamak ve atmosfer sıcaklığını ölçmek mümkün oldu. Veriler, ortalama sıcaklığın 186 Kelvin, yani -87 °C olduğunu ortaya koydu ve bu da WD 1856+534 b'yi şimdiye kadar tespit edilen en soğuk gezegen yaptı.

Yazarlar, JWST tarafından elde edilen daha yeni verileri kullanarak, WD 1856+534 b'nin 2020'deki orijinal keşfinden bu yana bilinenleri iyileştirdiler. Örneğin, kütle daha önce düşünülenden daha küçüktür ve Jüpiter'in kütlesinin altı katından fazla değildir.

Ancak yeni çalışmanın en önemli katkısı, gezegenlerin yıldızlarının ölümünden sonra bile hayatta kalabileceklerine ve hatta beyaz cücelerin yaşama elverişli bölgelerine yakın yörüngelere göç edebileceklerine dair ilk doğrudan kanıtı sunmasıydı. James Webb, 2025 yılı gibi erken bir tarihte yeni gözlemler yapmayı vaat ediyor.

Çalışma arXiv ön baskı platformunda barındırılmaktadır.

James Webb'in fotoğrafladığı sombrero benzeri galaksi; Bakmak