Henüz bir milyon yaşında bile değil: Elias 2-24 b, bilinen en genç gezegen oldu

Gezegen avcılığının en zor hedeflerinden biri, henüz doğmakta olan gezegenler. Gökbilimciler şimdi bu türün en uç örneğini doğruladı: Yılancı takımyıldızı yönünde, bizden yaklaşık 450 ışık yılı uzaktaki genç Elias 2-24 yıldızının çevresinde dönen Elias 2-24 b, bir milyon yıldan daha genç. Dünya'nın yaklaşık 4,5 milyar yaşında olduğu düşünülürse bu, insan ömrü ölçeğinde doğumdan sonraki ilk dakikalara denk geliyor. Universidad Diego Portales'ten doktora öğrencisi Andrea Bernardi'nin öncülük ettiği çalışma The Astrophysical Journal Letters'ta yayımlandı.

Eski rekortmenler bile modelleri zorluyordu

Bugüne kadar doğrulanan yaklaşık 6 bin ötegezegenin büyük çoğunluğu, milyarlarca yıllık olgun sistemlerde bulunuyor. Elias 2-24 b'den önce en genç gezegen unvanını dört gezegen paylaşıyordu: PDS 70 yıldızının iki gezegeni ile WISPIT 2 yıldızının iki gezegeni. Hepsi 5 milyon yaşın üzerindeydi.

Çalışmanın ortak yazarlarından, Şili'deki Instituto de Estudios Astrofísicos'tan Lucas Cieza, NASA'nın duyurusunda gezegen oluşum modellerinin bu gezegenleri açıklamakta bile zorlandığını, Elias 2-24 b'nin ise en iyi modellerin bile bazı önemli süreçleri hâlâ kaçırdığını gösterdiğini söylüyor. Sorun zamanlamada: Mevcut modellere göre Jüpiter kütlesinde bir gezegenin, Jüpiter'in Güneş'e olan uzaklığında (yaklaşık 5,2 astronomi birimi) oluşması yaklaşık 5 milyon yıl sürüyor; daha dışarıda bu süre daha da uzuyor. Elias 2-24 b ise yıldızından yaklaşık 55 astronomi birimi uzakta duruyor ve şimdiden bir gezegenin tüm işaretlerini taşıyor.

On yıllık bir soru işareti

Hikâyenin ilk halkası, Şili'deki ALMA radyo teleskop dizisinin gözlemleri. ALMA, 2017'de Elias 2-24'ün çevresindeki toz ve gaz diskinde belirgin boşluklar saptadı. Bu tür boşluklar genellikle diskte dolanan bir gezegenin yolundaki malzemeyi süpürmesiyle açılıyor. Daha ayrıntılı ALMA görüntüleri, boşluğun hemen dışında dar bir halka ve bir gezegenin dolanırken bıraktığı sarmal iz benzeri yapılar da gösterdi.

2021'de Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskobu (VLT), boşluğun içinde, yıldızdan yaklaşık 55 astronomi birimi uzakta soluk bir kızılötesi ışık noktası yakaladı. ALMA daha sonra aynı konumda karbon monoksit salımı saptadı; bu, gezegenin çevresinde kendi küçük diskinin bulunabileceğine işaret ediyordu. Ancak tartışma kapanmadı. Teorilere göre böyle bir boşluk bu kadar kısa sürede ve yıldızdan bu kadar uzakta açılmamalıydı. Nokta bir gezegen de olabilirdi, arka plandaki bir yıldız ya da görüntüleme kaynaklı bir yanılsama da.

Çözüm arşivden geldi

Bernardi ve ekibi yeni gözlem yapmak yerine arşive yöneldi. Hawaii'deki W. M. Keck Gözlemevi'nin NIRC2 kamerasıyla, yıldız ışığını bastırarak çevresindeki sönük nesneleri görünür kılan girdap (vorteks) koronagrafı kullanılarak gözlenmiş yedi genç yıldızın kayıtlarını taradılar. Aynı ışık noktasını 2018 ve 2020 görüntülerinde de buldular.

İki görüntü karşılaştırıldığında noktanın zaman içindeki hareketi, bir görüntü kusuruna ya da uzaktaki bir yıldıza değil, Elias 2-24'ün çevresinde dolanan bir cisme uyuyordu. Bernardi'nin NASA'ya aktardığı sözlerle: "Gezegenler boşlukların içinde olmalı, çünkü o boşlukları açan onlar. Elias 2-24 b'yi de tam orada bulduk."

Ekibin tahminine göre gezegenin kütlesi Jüpiter'in yaklaşık 2 ila 4 katı arasında; ancak yoğun toz ve gezegene akan malzemenin parlaklığı etkilemesi nedeniyle bu değer bir üst sınır olarak görülüyor. Gezegenin sıcaklığı 1.100 ile 2.000 Kelvin arasında hesaplanıyor. Diskten gezegene hâlâ malzeme aktığı düşünülüyor; yani Elias 2-24 b büyümesini tamamlamış değil. Bu tablo, dev gezegenlerin önce katı bir çekirdek oluşturup ardından diskteki gazı yutarak büyüdüğünü öne süren çekirdek birikimi modeliyle uyumlu.

Bilinen gezegenlerin çoğu geçiş yöntemiyle keşfedildi: Gezegen yıldızının önünden geçerken yıldızın ışığını çok az kısıyor ve teleskop bu küçük sönümlenmeyi yakalıyor. Ancak yıldızından çok uzakta dönen ya da kalın bir toz örtüsünün içinde saklanan genç bir gezegen bu yöntemle neredeyse hiç görülemiyor. Doğrudan görüntüleme ise yıldızın gezegenden milyonlarca kat parlak olması nedeniyle son derece zor. Bu yüzden kataloglar yaşlı ve yıldızına yakın gezegenlerle dolu.

Cieza bu kör noktayı açıkça dile getiriyor: Galaksi sürekli yeni yıldız ve gezegen üretiyor, yani her evreden örnek mevcut; ancak teleskopların görebildiği ile görmesi gereken arasında büyük bir açık var. Ona göre gökbilimciler şu an bu "bebek gezegenlere" karşı büyük ölçüde kör.

Sınırlar ve sırada ne var

Bernardi, Elias 2-24 b'nin mevcut teleskopların algılama sınırında durduğunu vurguluyor. Tek bir gezegen, modellerin bir yerde eksik kaldığını gösterse de hangi süreçlerin eksik olduğunu tek başına söyleyemez; bunun için benzer yaşta çok daha fazla örnek gerekiyor. Gezegenin kütlesi ve yörüngesi de ek gözlemlerle netleşecek.

Umutların bir kısmı, 30 Ağustos 2026'da fırlatılan NASA'nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu'nda. Roman'ın koronagraf cihazı, yıldızına çok daha yakın dönen ve bugün yıldızın parıltısında kaybolan gezegenleri görüntülemek için tasarlandı. Elias 2-24 b, Jüpiter benzeri bir gezegenin yıldızına olan uzaklığının yaklaşık on katı mesafede duruyor. Roman'ın açacağı pencereden bakıldığında, gezegenlerin bu kadar erken doğmasının istisna mı yoksa kural mı olduğu sorusu yanıt bulmaya başlayabilir.