Gözlerimizin önünde kayboldu: TOI-2535 b'nin geçişleri komşu gezegen yüzünden sona erdi

Yaklaşık 1.000 ışık yılı uzaktaki bir gezegen, gökbilimcilerin gözü önünde gözlemlerden silindi. TOI-2535 b adlı sıcak Jüpiter, yedi yıl boyunca yıldızının önünden geçerken görüldü; sonra geçişleri önce kısaldı, sonra sığlaştı ve 2026'da hiç görünmez oldu. Kaliforniya Üniversitesi Los Angeles (UCLA) liderliğindeki ekip, gezegenin yok olmadığını, yalnızca yörüngesinin bizim bakış doğrultumuzun dışına doğru eğildiğini söylüyor. 9 Kasım'da duyurulan çalışma Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı.

Geçiş yöntemi ve neden "kaybolma" mümkün

Gezegenlerin büyük bölümü, yıldızlarının önünden geçerken ışığı hafifçe azalttığı için bulunuyor. Bu olaya geçiş (transit) deniyor. NASA'nın TESS uzay teleskobu, gökyüzünü tarayıp bu küçük parlaklık düşüşlerini arıyor. Ancak geçişin görülmesi için yıldız, gezegen ve bizim bakış doğrultumuzun neredeyse aynı düzlemde olması gerekiyor. Gezegenin yörüngesi biraz eğilirse geçiş önce yıldızın kıyısını yalayıp geçen biçime dönüşüyor, ardından tamamen kayboluyor.

Makalenin girişinde belirtildiği gibi, yörüngesi zamanla bizim görüş hattımıza girip çıkan gezegenler daha önce de bulunmuştu: TOI-216 b ve K2-146 c gibi örneklerde geçişler yıllar içinde yalayıp geçen biçimden tam geçişe dönmüştü. Ama tek bir yıldızın çevresinde, geçişi gerçekten gözlem sürerken sona eren bir gezegen şimdiye kadar yakalanmamıştı. Ekip, TOI-2535 b'yi bu yüzden bu türün ilk doğrulanmış örneği olarak tanımlıyor.

Yedi yıllık TESS arşivi ne gösterdi?

TOI-2535 yıldızı, TESS tarafından Nisan 2019 ile Mart 2026 arasında beş ayrı gözlem döneminde (sektörde) izlendi. Gezegen adayını ilk olarak, TESS verilerinde dev gezegen arayan WINE işbirliği saptadı; aday sonradan resmî TESS ilgi nesnesi listesine girdi. Gezegen yaklaşık 8,24 günde bir yıldızının çevresini dolaşıyor. Merkür'ün Güneş çevresindeki turu 88 gün sürerken bu dev gezegen aynı işi on kat hızlı yapıyor.

Verilerde iki işaret öne çıktı. Birincisi, geçişlerin saati sabit değildi: beklenen zamandan altı saate varan sapmalarla erken ya da geç geliyordu. İkincisi, geçişler yıllar içinde kısaldı ve sığlaştı; son TESS sektöründe artık belirgin bir geçiş görülmüyordu. Makaleye göre geçiş çizgisi, yıldız diskinin yarısından fazlasını katederek ekvatordan geçti, sonra yalayıp geçen konuma ve nihayet disk dışına taşındı.

Yer tabanlı teleskoplar da seferber edildi. Ekip, 15 yer gözlemi denedi ancak sapmalar ve belirsiz zamanlama yüzünden yalnızca altı geçişi yakalayabildi. Arizona'daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'nde WIYN 3,5 metrelik teleskoptaki NEID spektrografıyla alınan hız ölçümleri ise gezegenin kütlesinin bir yıldız değil gezegen düzeyinde olduğunu doğruladı. Yıldız, yaşlı bir erken K cücesi ve verilerine göre Samanyolu'nun kalın diskinin üyesi.

Görünmez komşu yörüngeyi sallıyor

Zamanlama sapmaları ve geçiş süresindeki değişim, ekibe göre görünmeyen bir komşu gezegenin varlığına işaret ediyor. Makalenin dinamik modellemesi, bu komşunun Satürn kütlesinde ya da daha büyük olma ihtimalinin yüksek olduğunu ve TOI-2535 b ile bir ortalama hareket rezonansında ya da çok yakınında olduğunu gösteriyor; yani iki gezegenin yörünge süreleri küçük tam sayı oranlarına yakın. İki yörünge düzlemi arasındaki eğiklik en az yaklaşık 5 derece olarak tahmin ediliyor. İki gezegen birbirinin yörünge düzlemini, dönen bir topacın ekseninin sallanması gibi yalpalatıyor.

UCLA'dan Samuel Yee bülteninde bunun, gezegenlerin birbirini ne kadar güçlü etkileyebildiğinin en uç örneği olduğunu söylüyor: Yörünge o kadar hızlı eğiliyor ki geçiş, ekibin gözü önünde ortadan kalktı. Makale de eğilme dönemini on yıllar mertebesinde veriyor; kıyas için TOI-4504 sisteminde bu süre 250, TOI-216'da 150 yıl.

Sıcak Jüpiterlerin kökeni için ipucu

Sıcak Jüpiterler, yıldızlarına çok yakın dönen gaz devleri. Bu kadar yakında oluşamayacakları düşünüldüğünden, uzaktan göç ettikleri varsayılıyor. Bir senaryoda gezegen, başka bir cisimle yakın karşılaşmanın ardından uzamış bir yörüngeye fırlatılıp yıldızın çekimiyle içeri çekiliyor. Bu şiddetli yolda yakın bir komşu gezegenin ayakta kalması zor. Diğerinde ise gezegenler, yıldızı saran gaz-toz diskinin içinde yavaşça yıldıza doğru kayıyor.

TOI-2535 b'nin yakın bir komşusunun olması, Yee'ye göre ikinci yolu destekliyor: gezegen büyük olasılıkla fırlatılarak değil, yavaş yavaş spiral çizerek içeri göç etti. Makale de benzer bir sonuca varıyor; bilinen sıcak Jüpiterlerin çoğunun yakın komşusu yok, olanlarda da çoğunlukla süper Dünya ya da mini Neptün türü küçük gezegenler var. İkinci bir kısa dönemli dev gezegen ise nadir bir düzenek. Disk göçü yörünge eğikliklerini normalde söndürdüğü için, sistemin bu eğikliği sonradan nasıl kazandığı da açık bir soru olarak duruyor.

Sırada ne var?

UCLA'nın açıklamasına göre TOI-2535 b'nin yıldızının önünden yeniden geçmesi 30 ila 50 yıl sürebilir. Gizli komşunun ise daha erken görünür hale gelmesi mümkün. Komşunun kütlesi ve yörüngesi makalede tek bir çözüme bağlanamadı; modeller birkaç farklı düzeneği hâlâ kabul ediyor. Kütle ve konumun belirlenmesi, iki gezegen arasındaki gerçek eğikliği de netleştirecek.