70 Ophiuchi'de Jüpiter boyutunda gezegen yok: 171 yıllık şüphenin kaynağı yıldızların kendisi

Bize en yakın çift yıldız sistemlerinden 70 Ophiuchi AB, 1855'ten beri bir gezegen barındırdığından şüphelenilen ilk yıldız sistemi olarak gökbilim tarihinde özel bir yere sahip. The Astrophysical Journal'da yayımlanan yeni bir çalışma, bu sistemde Jüpiter kütlesinde ya da daha ağır bir gezegenin incelenen bölgelerde bulunmadığını gösterdi. Yıllardır bir dev gezegenin izi gibi görünen salınımın kaynağı ise yıldızların yüzeyindeki etkinlik çıktı.

Michigan Üniversitesi'nin eylül sonunda duyurduğu çalışmayı, üniversitenin Astronomi Bölümü'nde doktora sonrası araştırmacı olan Yiting Li yönetti. Ekipte NASA'nın Jet İtki Laboratuvarı ve Caltech'teki IPAC dahil olmak üzere ondan fazla kurumdan bilim insanı yer aldı.

İlk resmî gezegen adayı

İngiliz gökbilimci William Jacob 1855'te 70 Ophiuchi'nin bir gezegeni olduğunu ileri sürmüştü; bu, resmî olarak önerilmiş ilk ötegezegen adayı sayılıyor. İddia sonradan çürütüldü, ama izleyen 171 yılda yapılan ölçümler de sistemin iç bölgelerinde Jüpiter boyutunda bir gezegen olasılığını tümüyle ortadan kaldıramadı. Yaklaşık 5,1 parsek, yani 16 ışık yılı uzaktaki sistem, Alfa Centauri (4,2 ışık yılı) ve 61 Cygni'nin (11,4 ışık yılı) ardından bize en yakın üçüncü çift yıldız.

Bu yakınlık, sistemi gelecekte Dünya benzeri gezegenleri doğrudan görüntülemeyi hedefleyen görevler için en elverişli hedeflerden biri yapıyor. Sitemizde ekim başında yer verdiğimiz bilgisayar benzetimleri, büyük yıldızın yaşanabilir kuşağında Dünya boyutlu bir gezegenin kararlı kalabileceğini göstermişti; o çalışmanın yazarları Skylar D'Angiolillo ve Stephen Kane, yeni makalenin de ortak yazarları arasında.

Bir asırlık veri ve yeni ölçümler

Gezegen avcılarının en çok kullandığı yöntemlerden biri dikine hız ölçümü: Dolanan bir gezegenin kütleçekimi yıldızı hafifçe ileri geri oynatır ve bu, yıldız ışığının tayfında ölçülebilir küçük kaymalara yol açar. Ekip, Şili'deki 6,5 metrelik Magellan II Clay Teleskobu'na bağlı Gezegen Bulucu Tayfölçer (PFS) ile 2023-2025 arasında 70 Oph A için 499, 70 Oph B için 334 yeni ölçüm aldı. Bunları Teksas'taki McDonald Gözlemevi'nin 2,7 metrelik Harlan J. Smith Teleskobu'nun verileri ve yaklaşık bir yüzyılı kapsayan arşiv ölçümleriyle birleştirdi.

Analiz, iki yıldızın birbirinin çevresindeki yörüngesini gökyüzündeki en iyi bilinen yörüngeler arasına soktu ve yıldızların kütlesini Güneş'inkinin 0,88 ve 0,73 katı olarak belirledi. Her iki yıldızdaki uzun dönemli hız değişimlerinin, yıldızların dönüşüyle birlikte değişen yüzey etkinliğiyle uyumlu olduğu görüldü; tutarlı bir gezegen sinyali bulunamadı. Çalışmanın kıdemli yazarlarından, Michigan Astronomi Bölümü başkanı Michael Meyer, sonucu yıldız etkinliğinin dikine hız ölçümlerinde gezegen sinyalini nasıl taklit edebileceğine dair uyarıcı bir örnek olarak niteliyor.

Hangi gezegenler dışlandı, hangileri hâlâ mümkün?

70 Oph A için 27 yıllık hız kaydı, yıldıza 5 astronomik birimden yakın Jüpiter kütleli gezegenleri dışlıyor. Bir astronomik birim, Dünya ile Güneş arasındaki ortalama uzaklık. Ölçümler 1 astronomik birimde Jüpiter kütlesinin 0,3 katına, 2 astronomik birimde 0,5 katına kadar duyarlı. 70 Oph B'nin çevresinde ise yarım astronomik birimin içinde Jüpiter'in 0,25-0,3 katından ağır gezegen yok.

Ekip ayrıca yalnızca bir yıldızın çevresinde dolanan gezegenler için kararlı yörüngelerin 70 Oph A'nın çevresinde yaklaşık 2,5 astronomik birime kadar uzandığını ve yaşanabilir kuşağı kapsadığını hesapladı. Yani bu bölgede Satürn kütlesinde ya da daha küçük, kayalık gezegenler dahil, gezegenler hâlâ var olabilir. Li, çalışmanın gezegenlere bir yasak değil bir üst sınır getirdiğini, Samanyolu'nda gezegenlerin ne kadar yaygın olduğu düşünüldüğünde sistemde başka gezegenler bulunacağına iddiaya gireceğini söylüyor.

Gelecek görevler için yol haritası

Meyer'e göre yeni üst sınır, gelecekteki aramalar için en uygun stratejinin tasarlanmasını sağlıyor. Michigan Üniversitesi, çift yıldızlara odaklanacak SHERA adlı bir uzay görevi önerisi üzerinde çalışan ekibin parçası ve 70 Oph AB bu görevin bir avuç hedefinden biri. Meyer, sistemin NASA'nın Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi gibi amiral gemisi görevlerinin de kesin hedefleri arasında olacağını belirtiyor. Bugünkü yöntemlerle küçük kayalık gezegenleri yakalamak mümkün değil; yaşanabilir kuşakta böyle bir gezegen bulunsa bile bu, orada yaşam olduğu anlamına gelmeyecek. Ama nerede ne olmadığını bilmek, sınırlı teleskop zamanının nereye harcanacağını belirlemede en az keşif kadar değerli.