En serin lav dünyası HD 3167 b'de atmosfer izine rastlandı

Ötegezegenler, gezegenlerin nasıl oluştuğu ve evrildiği konusundaki bilgilerimizi zorlamayı sürdürüyor. Yıldızlarına tehlikeli derecede yakın dolanan "lav dünyaları" son yıllarda öne çıkan gezegen türlerinden biri. Daha sıcak lav dünyalarının atmosfer taşıyabildiği uzun süredir biliniyordu; görece "serin" olanların ise çıplak kayadan ibaret olduğu düşünülüyordu. James Webb Uzay Teleskobu ile yapılan yeni gözlemler, bu kalıbı kırabilecek bir gezegene işaret ediyor: HD 3167 b.

HD 3167 b nasıl bir gezegen

HD 3167 b, Balık takımyıldızı yönünde, Dünya'dan yaklaşık 154 ışık yılı uzaklıkta bulunan turuncu renkli, K türü bir yıldızın çevresinde dolanıyor. Gezegen, Dünya'nın yaklaşık 1,6 katı yarıçapa ve 4,8 katı kütleye sahip bir "süper Dünya". Yıldızının çevresindeki bir turunu yalnızca 0,96 günde, yani bir Dünya gününden kısa sürede tamamlıyor.

Bu kadar yakın bir yörünge, gezegenin yüzeyinin büyük ölçüde erimiş kaya olabileceği anlamına geliyor. Ayrıca gezegen büyük olasılıkla yıldızına hep aynı yüzünü dönüyor; bu da bir yarıküresinin sürekli gündüz, diğerinin sürekli gece olduğu bir dünya demek. HD 3167 sistemi 2016'da Kepler Uzay Teleskobu'nun K2 görevi verileriyle keşfedildi ve bugün sistemde dört gezegen biliniyor.

Webb ne ölçtü

Araştırmacılar, Webb ile gezegenin "ikincil tutulmalarını" gözledi. Gezegen yıldızının arkasına geçtiğinde, sistemden gelen toplam ışıkta küçük bir düşüş oluyor. Bu düşüşün büyüklüğü, gezegenin gündüz yüzünden yayılan ısıyı doğrudan gösteriyor.

Ekip, tutulma derinliğini milyonda 38 artı-eksi 11 olarak ölçtü. Bu değer, atmosferi olmayan çıplak bir kaya için beklenenden istatistiksel olarak 5 sigmadan fazla daha düşük. Yani gezegenin gündüz yüzü, olması gerekenden çok daha serin. Bunun en doğal açıklaması, gündüz yüzündeki ısının bir atmosfer aracılığıyla gece yüzüne taşınması. Atmosferi olmayan bir gezegende ise ısı olduğu yerde kalır ve gündüz yüzü çok daha sıcak görünürdü.

Araştırmacılara göre HD 3167 b, atmosfer kanıtı bulunan ve çok kısa yörünge süreli süper Dünyalar arasında yıldızından en az ışınım alan, yani en serin gezegen. Çalışma, Chicago Üniversitesi'nden Brandon Park Coy liderliğinde ABD, Birleşik Krallık, Çin ve İspanya'dan araştırmacıların katılımıyla yürütüldü ve The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı.

Atmosfer nasıl hayatta kaldı

Yıldızına bu kadar yakın bir gezegenin atmosferini koruyabilmesi şaşırtıcı. Genç yıldızların yoğun ışınımı ve rüzgârları, küçük gezegenlerin atmosferlerini zamanla aşındırabiliyor. Bir olasılık, bu atmosferin gezegenin yüzeyindeki lav okyanusundan sürekli yenilenmesi. Erimiş kaya ile atmosfer arasındaki gaz alışverişi, kaybedilen gazın yerine yenisinin gelmesini sağlayabilir. Atmosferin tam olarak hangi gazlardan oluştuğu ise henüz bilinmiyor.

Webb daha önce, 2024'te yayımlanan gözlemlerle, çok daha sıcak bir lav dünyası olan 55 Cancri e'de de bir atmosfer olabileceğine dair güçlü kanıtlar bulmuştu. Bu gezegenin gündüz yüzü de çıplak kaya için beklenenden serin ölçülmüştü. HD 3167 b'deki sonuç, aynı yöntemin çok daha az ışınım alan bir gezegende de benzer bir tablo ortaya koyduğunu gösteriyor; yani atmosfer taşıyan lav dünyalarının sanılandan daha geniş bir sıcaklık aralığında var olabileceğini.

Sistemdeki tuhaflık

HD 3167 sistemi başka açıdan da dikkat çekiyor. 2019'da yapılan bir çalışma, c ve d gezegenlerinin yıldızın kutupları üzerinden geçen yörüngelerde dolandığını, b'nin ise ekvator düzlemine yakın döndüğünü öne sürmüştü. Ancak Eylül 2026'da yayımlanan yeni bir analiz, yörüngelerin birbirine dik değil, aynı düzlemde olabileceğini gösteriyor; belirsizlikler ise hâlâ büyük.

Neden önemli

Kayalık ötegezegenlerin atmosfer taşıyıp taşıyamayacağı, yaşanabilirlik araştırmalarının en temel sorularından biri. Webb'in daha önce incelediği birçok kayalık gezegende atmosfer izine rastlanmamıştı. HD 3167 b, serin sayılan lav dünyalarının da atmosferini koruyabileceğini göstererek bu tartışmaya yeni bir veri noktası ekliyor. Gezegenin atmosferinin bileşimini belirlemek için yapılacak spektroskopik gözlemler, kayalık dünyaların ilk evrelerinde nasıl bir gaz örtüsüne sahip olduğunu anlamaya da ışık tutabilir.

Kısaca

• HD 3167 b, 154 ışık yılı uzaklıkta, Dünya'nın 1,6 katı büyüklüğünde, 0,96 günlük yörüngeli bir süper Dünya.
• Webb, gezegenin gündüz yüzünün çıplak kaya için beklenenden çok daha serin olduğunu ölçtü.
• Bu sonuç, ısıyı gece yüzüne taşıyan bir atmosferin varlığına işaret ediyor.
• Çalışma The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı.