Gökbilimciler, gezegen oluşumuna dair mevcut modelleri sorgulatan aşırı koşullar altında bir nötron yıldızının  yörüngesinde dönen, tuhaf bir atmosfere ve şekle sahip, karbon bakımından zengin bir öte gezegen keşfettiler.

James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile çalışan bilim insanları, alışılmadık atmosferiyle bu tür gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı sorgulatan, daha önce bilinmeyen bir öte gezegen türü tespit etti.

Bu tuhaf dünya, uzamış, limon benzeri bir şekle sahip ve merkezinde elmaslar bile içerebilir; bu da onu bilim insanlarının tipik olarak gezegen ve yıldız olarak kabul ettikleri şeyler arasında bir yere yerleştiriyor.

PSR J2322-2650b olarak bilinen bu cisim, daha önce hiçbir öte gezegen üzerinde gözlemlenmemiş bir kombinasyon olan helyum ve karbonun hakim olduğu bir atmosferle çevrilidir.

Yaklaşık olarak Jüpiter kadar kütleye sahip olmasına rağmen, gökyüzü is benzeri karbon bulutlarıyla doludur ve gezegenin derinliklerindeki yoğun basınç altında bu, karbon elmaslara dönüşebilir.

Gezegen, büyük bir hızla dönen bir nötron yıldızının etrafında dönmektedir. Böyle bir nesnenin tam olarak nasıl oluştuğu hâlâ bir gizem teşkil etmektedir.

Chicago Üniversitesi’nden Michael Zhang, “Bu gezegen, tamamen tuhaf bir yıldızın etrafında dönüyor; Güneş’in kütlesine sahip ama bir şehir büyüklüğünde. Bu, daha önce kimsenin görmediği yeni bir gezegen atmosferi türü” dedi.

Carnegie Yer ve Gezegenler Laboratuvarı’ndan Peter Gao, “Bu tam bir sürprizdi. Verileri aldıktan sonra hepimizin ortak tepkisi ‘Bu da ne?’ olmuştu” dedi.

Tuhaf bir çift

Yeni gezegen PSR J2322-2650b, hızla dönen bir nötron yıldızının (pulsar olarak da bilinir) yörüngesinde bulunuyor. Bu yıldız, manyetik kutuplarından milisaniyelerce düzenli aralıklarla elektromanyetik radyasyon ışınları yaymaktadır.

Ancak yıldız çoğunlukla gama ışınları ve diğer yüksek enerjili parçacıklar yaymaktadır ki bunlar JWST’nin kızılötesi görüşüyle ​​görülemez.

Bu, bilim insanlarının gezegeni tüm yörüngesi boyunca ayrıntılı bir şekilde inceleyebilecekleri anlamına gelir; bu normalde son derece zor bir görevdir, çünkü yıldızlar genellikle gezegenlerinden çok daha parlaktır.

Stanford Üniversitesi’nden Maya Beleznay, “Bu sistem benzersiz çünkü gezegeni ana yıldızı tarafından aydınlatılmış halde görebiliyoruz, ancak ana yıldızı hiç göremiyoruz.” 

“Bu sayede gerçekten bozulmamış bir spektrum elde ediyoruz. Ve bu sistemi normal öte gezegenlerden daha ayrıntılı bir şekilde inceleyebiliyoruz” dedi.

Bu animasyon, radyo darbeleri yayan, hızla dönen bir nötron yıldızı olan uzak bir pulsarın yörüngesinde dönen egzotik bir öte gezegeni gösteriyor. Pulsardan yaklaşık 1.6 milyon km uzakta yörüngede bulunan gezegen, pulsarın güçlü çekim gelgitleri nedeniyle limon şeklini almıştır. 

Ekip, gezegenin durumunu değerlendirirken şaşırdı. Zhang, “Bir öte gezegen üzerinde görmeyi beklediğimiz normal moleküller olan su, metan ve karbondioksit yerine, moleküler karbon, özellikle de C3 ve C2’yi bulduk” dedi.

Gezegenin çekirdeğinde, yoğun basınca maruz kalan bu karbonun elmaslara dönüştürülmesi mümkün olabilir. Ancak bilim insanlarına göre, daha büyük soru şu: Böyle bir gezegen nasıl oluşmuş olabilir?

Zhang, “Bu kadar yüksek karbon içeriğine sahip bir bileşimin nasıl elde edildiğini hayal etmek çok zor. Bilinen tüm oluşum mekanizmalarını dışlıyor gibi görünüyor” dedi.

‘Üzerinden gidilmesi gereken bir bulmaca’

PSR J2322-2650b, yıldızına olağanüstü yakın bir konumda, sadece 1.6 milyon km uzaklıkta bulunuyor. Buna karşılık, Dünya’nın Güneş’e olan uzaklığı yaklaşık 160 milyon km’dir.

Son derece dar yörüngesi nedeniyle, öte gezegenin tüm yılı (yıldızının etrafında bir tur atması için geçen süre) sadece 7,8 saattir.

Araştırma grubu, gezegenin yörüngesi boyunca parlaklık değişimlerine modeller uygulayarak, çok daha ağır olan pulsardan kaynaklanan muazzam çekim kuvvetlerinin Jüpiter kütlesindeki gezegeni limon şekline soktuğunu keşfetti.

Yıldız ve öte gezegen birlikte bir “kara dul” sistemi olarak düşünülebilir. Kara dullar, hızla dönen bir pulsarın küçük, düşük kütleli bir yoldaş yıldızla eşleştiği nadir bir sistem türüdür.

Geçmişte, eş yıldızdan gelen madde pulsara doğru akarak zamanla daha hızlı dönmesine ve güçlü bir rüzgar oluşturmasına neden olurdu. Bu rüzgar ve radyasyon daha sonra daha küçük ve daha az kütleli yıldızı bombardımana tutarak buharlaştırır.

Adını aldığı örümcek benzeri, pulsar da talihsiz eşini yavaş yavaş tüketir. Ancak bu durumda, minik uydu Uluslararası Astronomi Birliği (IAU) tarafından resmi olarak bir yıldız değil, bir öte gezegen olarak kabul ediliyor.

Zhang, “Bu şey normal bir gezegen gibi mi oluştu? Hayır, çünkü bileşimi tamamen farklı. “Normal kara dul sistemlerinin oluştuğu gibi, bir yıldızın dış katmanının soyulması sonucu mu oluştu? Muhtemelen hayır, çünkü nükleer fizik saf karbon üretmiyor” dedi.

Kara dul sistemleri konusunda dünyanın önde gelen uzmanlarından biri olan Stanford Üniversitesi’nden Roger Romani, bu eşsiz atmosferde meydana gelebilecek, düşündürücü bir olguyu öne sürüyor.

Romani, “Eşlik eden cisim soğudukça, iç kısımdaki karbon ve oksijen karışımı kristalleşmeye başlar. Saf karbon kristalleri üste çıkar ve helyumla karışır, gördüğümüz şey de bu. Ama sonra oksijen ve azotu uzak tutacak bir şey olması gerekir.”

“İşte tartışmanın olduğu nokta da burası. Ama her şeyi bilmemek güzel. Bu atmosferin tuhaflığı hakkında daha fazla şey öğrenmeyi dört gözle bekliyorum. Çözülmesi gereken bir bulmacanın olması harika” dedi.

Kızılötesi görüşü ve olağanüstü hassasiyetiyle bu, yalnızca JWST’nin yapabileceği bir keşif. Dünya’dan 1.6 milyon km uzaktaki konumu ve devasa güneş kalkanı, aletleri çok soğuk tutuyor; bu da bu gözlemlerin yapılabilmesi için gereklidir.

Zhang, “Dünyada birçok şey sıcaktır ve bu ısı, gözlemleri gerçekten engeller çünkü başa çıkmanız gereken başka bir foton kaynağıdır. Yerden gözlem yapmak kesinlikle mümkün değil” dedi.