TOI-791'in İki Dev Gezegeni Pamuk Şekeri Kadar Hafif: Süper Puf Ailesine Yeni Üyeler

Yaklaşık 1.110 ışık yılı uzaklıktaki TOI-791 yıldızının çevresinde, boyutları Jüpiter'e yakın ama yoğunlukları neredeyse pamuk şekeri kadar düşük iki gezegen keşfedildi. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinin Temmuz 2026 sayısında yayımlanan çalışmaya göre TOI-791 b ve TOI-791 c, bugüne kadar bulunan en düşük yoğunluklu dev gezegenler arasında yer alıyor. İkili, gökbilimcilerin "süper puf" adını verdiği, şişkin ve son derece hafif gezegenler sınıfına giriyor.

Jüpiter boyutunda, köpük hafifliğinde

Güney gökyüzündeki Uçan Balık (Volans) takımyıldızında bulunan TOI-791, Güneş'ten biraz daha sıcak F tipi bir yıldız. İç gezegen TOI-791 b, Jüpiter'in yarıçapına neredeyse eşit büyüklükte ve yıldızının çevresinde 139,3 günde bir tur atıyor. Dıştaki TOI-791 c ise Jüpiter'den yaklaşık yüzde 15 daha büyük ve bir turu 232 gün sürüyor. Asıl şaşırtıcı olan yoğunlukları: ekibin hesabına göre b'nin yoğunluğu santimetreküp başına 0,038 gram, c'ninki ise 0,047 gram. Jüpiter'in ortalama yoğunluğu santimetreküp başına 1,33 gram olduğuna göre, bu iki gezegen Jüpiter'den 28 ile 35 kat daha seyrek. Karşılaştırma için, Güneş Sistemi'nin en düşük yoğunluklu gezegeni Satürn bile santimetreküp başına yaklaşık 0,69 gram yoğunluğa sahip.

Bu kadar düşük yoğunluk, gezegenlerin kütlelerinin boyutlarına göre çok küçük olduğunu, yani hacimlerinin büyük kısmının şişkin bir hidrojen-helyum atmosferinden oluştuğunu gösteriyor. Süper puf gezegenlerin neden bu kadar şiştiği tam olarak anlaşılmış değil; yıldızlarına yakın olanlarda ısınma bir açıklama olabilirken, TOI-791'in gezegenleri görece uzun yörüngelerde dolaşıyor. Araştırmacılar, bu gezegenlerin kalın gaz zarflarını, gezegen öncesi diskin soğuk bölgelerinde hızla toplamış olabileceğini düşünüyor.

Rezonans sayesinde ölçülen kütleler

İki gezegen, yörünge süreleri 5:3 oranına yüzde 0,07 yakınlıkta olan bir rezonans içinde. Yani iç gezegen beş tur attığında dış gezegen yaklaşık üç tur tamamlıyor. Bu düzen, gezegenlerin birbirini düzenli aralıklarla kütleçekimiyle çekmesine yol açıyor ve yıldızın önünden geçiş zamanlarının 50 dakikaya varan sapmalar göstermesine neden oluyor. Geçiş zamanlaması değişimi (TTV) adı verilen bu sapmalar, bir nimet gibi işledi: ekip, sapmaların ayrıntılı analizinden iki gezegenin de kütlesini dinamik olarak ölçebildi. Yarıçaplar geçiş verilerinden bilindiği için yoğunluklar da hesaplanabildi.

Geçiş yöntemi, bugün bilinen ötegezegenlerin büyük bölümünün bulunmasını sağlayan tekniktir. Bir gezegen, bizim bakış açımızdan yıldızının önünden geçtiğinde yıldızın ışığı çok küçük bir oranda azalır. Bu azalmanın derinliği gezegenin boyutunu, tekrarlanma aralığı ise yörünge süresini verir. Ancak bir gezegenin ne kadar ağır olduğunu anlamak için ek ölçümler gerekir; genellikle yıldızın gezegen tarafından çekilerek yaptığı küçük salınımlar izlenir. TOI-791 sisteminde bu bilgiyi rezonansın yarattığı zamanlama sapmaları sağladı.

Gezegenlerin ilk izleri NASA'nın Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) verilerinde görüldü. Çalışmaya göre adaylar, TESS verilerini inceleyen gönüllülerin katıldığı yurttaş bilimi projesi Planet Hunters TESS aracılığıyla işaretlendi; ardından dünyanın farklı yerlerindeki yer teleskoplarıyla yıllarca takip edildi.

Antarktika'dan 11 saatlik geçişler

Bu takipte kilit rolü, Antarktika'daki Concordia araştırma istasyonunda bulunan ASTEP teleskobu üstlendi. TOI-791'in gezegenleri yıldızın önünden 11 saati aşan sürelerde geçiyor. Normal bir gece bu kadar uzun bir geçişi baştan sona izlemeye yetmez; ancak Antarktika kışının haftalarca süren gecesi, iki gezegenin geçişlerinin birden çok kez eksiksiz gözlenmesini mümkün kıldı. Bunlar, yerden bütünüyle gözlenmiş en uzun süreli gezegen geçişleri olarak kayda geçti.

Keşfin önemi yalnızca hafiflikte değil. Güneş benzeri yıldızların çevresinde 20 ile 300 gün arasında dönen gaz devleri görece seyrek bulunuyor ve bu gezegenlerin nerede oluştuğu, sonradan göç edip etmediği hâlâ tartışılıyor. Farklı oluşum modelleri, gezegen kütleleri ve yörünge basıklıkları için farklı sonuçlar öngördüğünden, TOI-791 gibi kütlesi doğrudan ölçülebilen sistemler bu tartışmada değerli bir test alanı sunuyor. Ekip, ölçümlerin sağlam olduğunu belirtmekle birlikte, rezonans sinyalinin ve sistemin mimarisinin tam olarak çözümlenmesi için ek gözlemlere ihtiyaç olduğunu vurguluyor. İki gezegenin aynı diskte doğup birlikte göç ederek bugünkü rezonansa yerleşmiş olabileceği düşünülüyor; bu olasılık, oluşum modelleri için önemli bir kısıt sağlıyor.

Şişkin atmosferleri, bu gezegenleri James Webb Uzay Teleskobu için de cazip hedefler yapıyor. Yıldız ışığı kalın ve hafif bir atmosferden süzülürken, içindeki moleküllerin izleri daha belirgin hâle gelir. Atmosferdeki karbon, oksijen ve azot oranlarının ölçülmesi, gezegenlerin diskin hangi bölgesinde ve nasıl oluştuğuna dair doğrudan ipuçları verebilir.