Hubble Uzay Teleskobu, Kayalık Bir Öte Gezegende Atmosferi Yeniden Biçimlendiren Volkanik Aktivite Gözledi
İlk defa, NASA / ESA Hubble Uzay Teleskobu kullanan bilim insanları, uzak bir yıldızın etrafındaki kayalık bir gezegende atmosferi yeniden şekillendiren volkanik aktivitenin kanıtlarını buldular. Gezegen, GJ 1132 b, Dünya’dakilere benzer bir yoğunluğa, boyuta ve yaşa sahip.
Görünüşe göre GJ 1132 b gezegeni, kalın bir atmosfer örtüsüyle gazlı bir dünya olarak hayata başlamış görünüyor. Dünya’nın yarıçapının birkaç katından başlayarak, bu sözde “alt- Neptün“, ilkel hidrojen ve helyum atmosferini hızla kaybetti ve genç, sıcak yıldızından gelen yoğun radyasyondan sıyrıldı. Kısa bir süre içinde, yaklaşık Dünya büyüklüğünde çıplak bir çekirdeğe indirgendi.
İlk defa, NASA / ESA Hubble Uzay Teleskobu kullanan bilim insanları, uzaktaki bir yıldızın etrafındaki kayalık bir gezegende atmosferi yeniden şekillendiren volkanik aktivitenin kanıtlarını buldular. Gezegen, GJ 1132 b, Dünya’nınkine benzer bir yoğunluğa, boyuta ve yaşa sahip.
Gökbilimcileri şaşırtacak şekilde, Hubble’dan gelen yeni gözlemler, gezegenin ilk atmosferinin yerini alan ikincil bir atmosferi ortaya çıkardı. Atmosfer, hidrojen, hidrojen siyanür, metan ve amonyak bakımından zengin ve ayrıca bir hidrokarbon bulanıklığına sahip.
Gökbilimciler, orijinal atmosferdeki hidrojenin gezegenin erimiş magma mantosuna emildiğini ve şimdi yeni bir atmosfer oluşturmak için volkanizma tarafından yavaşça serbest bırakıldığını düşünüyorlar. Uzaya sızmaya devam eden bu ikinci atmosfer, mantonun magmasındaki hidrojen rezervuarından sürekli olarak yenileniyor.
Cambridge Üniversitesi’nden astrofizikçi Paul Rimmer, “Bu ikinci atmosfer gezegenin yüzeyinden ve iç kısmından geliyor ve bu nedenle başka bir dünyanın jeolojisine açılan bir pencere. Düzgün bir şekilde bakmak için çok daha fazla çalışma yapılması gerekiyor, ancak bu pencerenin keşfi büyük önem taşıyor” dedi.
Jet Tahrik Laboratuvarı’ndan (JPL) ekip üyesi Raissa Estrela, “İlk önce bu yüksek derecede ışınım saçan gezegenlerin oldukça sıkıcı olacağını düşünürdük çünkü atmosferlerini kaybettiklerine inanırdık ancak Hubble ile bu gezegenin mevcut gözlemlerine bakınca orada bir atmosfer olduğunu fark ettik” dedi.
“Karasal gezegenlerin kaç tanesi karasal olarak başlamıyor? Bazıları alt Neptün olarak başlayabilir ve ışığın ilkel atmosferi buharlaştırdığı bir mekanizma yoluyla karasal hale gelebilir. Grubun lideri Mark Swain, bu süreç yıldızın daha sıcak olduğu bir gezegenin yaşamında erken yaşlarda işliyor. Sonra yıldız soğuyor ve gezegen orada öylece oturuyor. Yani ilk 100 milyon yılda atmosferi ateşleyebilecek bir mekanizmaya sahip ve sonra işler düzeliyor. Atmosferi yeniden yaratabilir, belki onu koruyabilir” dedi.
Bazı yönlerden, GJ 1132 b’nin Dünya ile çeşitli paralellikleri var, ancak bazı yönlerden de çok farklıdır. Her ikisi de benzer yoğunluklara, benzer boyutlara ve benzer yaşlara sahip, yaklaşık 4,5 milyar yaşında. Her ikisi de hidrojen ağırlıklı bir atmosferle hayata başladı ve her ikisi de soğumadan önce sıcaktı. Ekibin çalışması, GJ 1132 b ve Dünya’nın yüzeyde benzer atmosferik basınca sahip olduğunu bile gösteriyor.
Bununla birlikte, gezegenlerin oluşum geçmişleri son derece farklıdır. Dünya’nın bir alt Neptün’ün hayatta kalan çekirdeği olduğuna inanılmıyor. Dünya, bizim sarı cüce Güneşimizden rahat bir mesafede yörüngede dönüyor. GJ 1132 b, ev sahibi kırmızı cüce yıldızına o kadar yakın ki, yıldızın yörüngesini her yarım günde bir tamamlıyor. Bu son derece yakınlık, GJ 1132 b’yi her zaman yıldızına aynı yüzü göstererek gelgit halinde kilitli tutuyor – tıpkı ayımızın yarımküresini kalıcı olarak Dünya’ya dönük tutması gibi.
Swain’a göre, “Soru şu ki, mantoyu sıvı halde kalacak ve volkanizmaya güç verecek kadar sıcak tutan nedir? Bu sistem özeldir çünkü oldukça fazla gelgit ısınma fırsatına sahiptir.” Gelgit ısınma olgusu, bir gezegenin yörüngesinden ve dönüşünden gelen enerji gezegenin içinde ısı olarak yayıldığında sürtünme yoluyla meydana gelir. GJ 1132 b eliptik bir yörüngede ve ona etki eden gelgit kuvvetleri, yıldızına en yakın veya en uzak olduğu zaman en kuvvetlidir.
Ev sahibi yıldızın sistemindeki en az bir başka gezegen de gezegene çekim kuvveti uygular. Bunun sonuçları, gezegenin bu çekimsel “pompalama” tarafından sıkıştırılması veya gerilmesidir. Bu gelgit ısınması, manto sıvısını uzun süre tutar. Güneş Sistemimizdeki yakın bir örnek, Jüpiter ile komşu Jovian uyduları arasındaki gelgit çekişmesinin bir sonucu olarak sürekli volkanizmaya sahip olan Jüpiter’in ayı Io’dur.
Ekip, GJ 1132 b’nin kabuğunun son derece ince, belki de yalnızca yüzlerce metre kalınlığında olduğuna inanıyor. Volkanik dağlara benzeyen herhangi bir şeyi desteklemek için çok zayıf. Düz arazisi, gelgit esnemesiyle bir yumurta kabuğu gibi çatlayabilir. Hidrojen ve diğer gazlar bu tür çatlaklardan açığa çıkabilir.
Swain, “Bu atmosfer, eğer inceyse – yani Dünya’ya benzer bir yüzey basıncına sahipse – muhtemelen kızılötesi dalga boylarında yerden görebileceğimiz anlamına gelir. Gökbilimciler bu gezegeni gözlemlemek için James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanırlarsa, atmosferin spektrumunu değil, yüzeyin spektrumunu görme olasılıkları olduğu anlamına geliyor.”
“Devam eden magma havuzları veya volkanizma varsa, bu alanlar daha sıcak olacaktır. Bu daha fazla emisyon üretecek ve bu nedenle potansiyel olarak gerçek jeolojik aktiviteye bakıyor olacaklar – ki bu heyecan verici!” diye açıklıyor.
“Bu sonuç önemlidir, çünkü öte gezegenler üzerine çalışan bilim insanlarına atmosferinden yola çıkarak bir gezegenin jeolojisi hakkında bir şeyler anlamaları için bir yol sağlar. Aynı zamanda, kendi Güneş Sistemimizdeki kayalık gezegenlerin – Merkür, Venüs, Dünya ve Mars’ın, atmosferdeki hidrojene karşı oksijen mevcudiyetini karşılaştırmak ve daha büyük resmin neresine uyduğunu anlamak için de önemlidir” diye ekliyor Rimmer.