Samanyolu’nda keşfedilen Dünya büyüklüğünde bir haydut gezegen
Galaksimiz, çekim gücü nedeniyle herhangi bir yıldıza bağlı olmayan hileli gezegenlerle dolu olabilir. Polonyalı gökbilimciler tarafından yönetilen uluslararası bir bilim insanları ekibi, bugüne kadar bulunan en küçük ve Dünya boyutundaki serbest yüzen bir gezegenin keşfini duyurdu.
Bugüne kadar 4.000’den fazla güneş dışı gezegen keşfedildi. Bilinen öte gezegenlerin birçoğu güneş sistemimizdekilere benzemese de, ortak noktaları var – hepsi bir yıldızın yörüngesinde. Bununla birlikte, gezegen oluşumu ve evrim teorileri, herhangi bir yıldıza kütle çekimsel olarak bağlı olmayan serbest yüzen serseri (haydut) gezegenlerin varlığını öngörmekte.
Nitekim, birkaç yıl önce, Varşova Üniversitesi Astronomik Gözlemevi, Optik Yerçekimsel Mercekleme Deneyi (OGLE) ekibinden Polonyalı gökbilimciler, Samanyolu’nda bu tür gezegenlerin varlığına dair ilk kanıtı öne sürmüşlerdi. Şimdiyse astronomlar bugüne kadar bulunan en küçük haydut gezegenin keşfini açıkladı.
Öte gezegenler yalnızca nadiren doğrudan gözlemlenebilir. Genellikle gökbilimciler, gezegenin ana yıldızından gelen ışığın gözlemlerini kullanarak bu tür gezegenleri bulurlar. Örneğin, bir gezegen ana yıldızın diskinin önünden geçtiğinde, yıldızın gözlemlenen parlaklığı periyodik olarak küçük bir miktar düşer. Ayrıca gökbilimciler, gezegenin neden olduğu yıldızın hareketini de ölçebilirler.
Serbest yüzen gezegenler neredeyse hiç radyasyon yaymazlar ve tanımları gereği herhangi bir yıldızın yörüngesine girmezler, bu nedenle geleneksel astrofiziksel algılama yöntemleri kullanılarak keşfedilemezler. Yine de, haydut gezegenler çekimsel mikro mercekleme adı verilen astronomik bir yöntem kullanılarak tespit edilebilir. Mikro mercekleme, Einstein’ın genel görelilik teorisinden kaynaklanır – büyük bir nesne (mercek), parlak bir arka plan nesnesinin (kaynak) ışığını bükebilir.
Merceğin çekim etkisi, uzaktaki yıldızların ışığını büken ve büyüten devasa bir büyüteç görevi görür. Eğer büyük bir nesne (bir yıldız veya bir gezegen) Dünya merkezli bir gözlemci ile uzaktaki bir kaynak yıldız arasından geçerse, çekim gücü nedeniyle ışığı saptırabilir. Bu durumda gözlemci, kaynak yıldızın parlaklık değişimini ölçebilir. CalTec’de çalışan ekibin lideri Dr. Przemek Mroz, “Mikro merceklemeyi gözlemleme şansımız son derece düşük çünkü üç nesne – kaynak, mercek ve gözlemci – neredeyse mükemmel bir şekilde hizalanmalı.
Yalnızca bir kaynak yıldız gözlemleseydik, kaynağın mikro merceklendiğini görmek için neredeyse bir milyon yıl beklememiz gerekir” dedi. Bu nedenle, çekimsel mikro mercekleme olaylarını araştıran modern araştırmalar, mikro merceklenme şansının en yüksek olduğu Samanyolu merkezindeki yüz milyonlarca yıldızı izliyorlar. Varşova Üniversitesi astronomları tarafından yönetilen OGLE araştırması böyle bir deney gerçekleştiriyor.
OGLE, 28 yıl önce faaliyete başlayan en büyük ve en uzun gökyüzü araştırmalarından biridir. Şu anda OGLE gökbilimcileri Şili’deki Las Campanas Gözlemevi’nde bulunan 1,3 metrelik Varşova Teleskobu kullanıyor. Her açık gecede, teleskoplarını galaksinin merkezi bölgelerine doğrultuyor ve parlaklığını değiştirenleri arayarak yüz milyonlarca yıldızı gözlemliyorlar.
Çekimsel mikro mercekleme lensin parlaklığına bağlı değildir, bu nedenle gezegenler gibi soluk veya karanlık nesnelerin incelenmesini sağlar. Mikro mercekleme olaylarının süresi, mercekleme nesnesinin kütlesine bağlıdır – mercek ne kadar küçükse, mikro merceklenme olayı o kadar kısa olur.
Genellikle birkaç gün süren gözlemlenen olayların çoğu yıldızlardan kaynaklanmaktadır. Serbest yüzen gezegenlere atfedilen mikro merceklenme olayları, ancak birkaç saatlik zaman ölçeğine sahiptir. Bir mikro mercekleme olayının süresini (ve ışık eğrisinin şeklini) ölçerek, mercekleme nesnesinin kütlesi tahmin edilebilir. Bilim insanları, şimdiye kadar bulunan en kısa zaman ölçeğine sahip mikro mercekleme olayının keşfini duyurdular. OGLE-2016-BLG-1928, sadece 42 dakikalık bir zaman ölçeğine sahip.
Çalışmanın araştırmacılarından Varşova Üniversitesi Astronomi Gözlemevi’nden Dr. Radoslaw Poleski, “Bu olayı ilk gördüğümüzde, son derece küçük bir nesneden kaynaklanmış olması gerektiği açıktı. Gerçekte, olayın modelleri, merceğin Dünya’dan daha az kütleli olması gerektiğini, muhtemelen Mars kütleli bir nesne olduğunu gösteriyor. Dahası, lens muhtemelen haydut bir gezegendir” dedi.
Dr. Poleski’ye göre “Mercek bir yıldızın etrafında dönüyor olsaydı, olayın ışık eğrisindeki varlığını tespit ederdik. Yaklaşık 8 astronomik birim (1 AB= 150 milyon km, Dünya ile Güneş arası ortalama uzaklık) içinde bir yıldıza sahip olan gezegeni eleyebiliriz.”
OGLE gökbilimcileri, birkaç yıl önce Samanyolu’ndaki büyük bir serseri gezegen popülasyonunun ilk kanıtı sağlamışlardı. Bununla birlikte, yeni tespit edilen gezegen, şimdiye kadar bulunan en küçük haydut dünya. OGLE projesi lideri Prof. Andrzej Udalski, “Keşfimiz, düşük kütleli serbest yüzen gezegenlerin yer tabanlı teleskoplar kullanılarak tespit edilebileceğini ve karakterize edilebileceğini gösteriyor” dedi.
Gökbilimciler, gerçekte yıldızların etrafındaki (“sıradan” gezegenler olarak) ilk gezegensel disklerde serbest dolaşan gezegenlerin oluştuğundan ve diğer cisimlerle, örneğin sistemdeki diğer gezegenlerle çekimsel etkileşimlerden sonra ana gezegen sistemlerinden fırlatıldığından şüpheleniyorlar. Gezegen oluşumu teorileri, fırlatılan gezegenlerin tipik olarak Dünya’dan daha küçük olması gerektiğini öngörüyor. Bu nedenle, serbest yüzen gezegenleri incelemek, güneş sistemi gibi genç gezegen sistemlerinin çalkantılı geçmişini anlamamızı sağlar.
Serbest yüzen gezegen arayışı, şu anda NASA tarafından inşa edilmekte olan Nancy Grace Roma Uzay Teleskobu’nun bilimsel itici güçlerinden biridir. Gözlemevinin 2021’lerin ortasında faaliyete geçmesi planlanıyor. Etkinliğin kısalığı nedeniyle, olayı karakterize etmek için Kore Mikrolensing Teleskop Ağı (KMTNet) tarafından toplanan ek gözlemlere ihtiyaç var. KMTNet Şili, Avustralya ve Güney Afrika’da üç teleskoptan oluşan bir ağ işletmektedir.
