Komşu gezegen geri geri gidiyor: Yakındaki iki sistemde çıplak gözle görülebilir döngü

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society'de yayımlanan bir çalışmaya göre, Güneş Sistemi'ne en yakın iki yıldız sisteminde yaşanabilir kuşaktaki kayalık bir gezegenden bakan gözlemci, komşu gezegenin gökyüzünde geri geri gittiğini çıplak gözle görebilir. Sejong Üniversitesi'nden Woong-bae Zee ve Suk-Jin Yoon'un makalesi, bu "geri hareket" görüntüsünün ötegezegenlerde ne kadar yaygın olabileceğini 59 gezegen çiftinde hesaplıyor. Çalışma, bu gezegenlerde canlı ya da uygarlık bulunduğunu iddia etmiyor; yalnızca gökyüzünün neler gösterebileceğini soruyor.

Öne çıkan iki örnek GJ 1002 ve Teegarden Yıldızı. Phys.org'un aktardığına göre GJ 1002 yaklaşık 16, Teegarden Yıldızı yaklaşık 12,5 ışık yılı uzakta. GJ 1002 sisteminde b gezegeninden c'nin, Teegarden sisteminde c gezegeninden d'nin geri hareketi görülebilir görünüyor. Her iki gözlemci gezegen de yıldızının yaşanabilir kuşağında yer alıyor.

Geri hareket nedir?

Geri hareket (retrograd hareket), bir gezegenin gökyüzünde bir süre normal yönünün tersine gidiyormuş gibi görünmesidir. Gerçekte gezegen yönünü değiştirmez; iki gezegen aynı yıldızın çevresinde farklı hızlarla dolandığı için, hızlı olan yavaş olanı yakalayıp geçerken perspektif değişir. Biz Dünya'dan Mars'a baktığımızda aynı etkiyi görürüz. Tarihte bu garip döngüler, Dünya'yı merkeze koyan modelleri karmaşık yörünge düzeneklerine zorlamış; Güneş merkezli modelin kabulünde de rol oynamıştır. Zee'nin çalışması, başka bir gezegendeki gökbilimcilerin de benzer bir ipucuyla karşılaşıp karşılaşamayacağını soruyor.

Zee bu fikri "developmentability" (gelişebilirlik) kavramıyla çerçeveliyor: Bir gezegenin yaşanabilir olması, orada bilimin nasıl ilerleyeceğini söylemez; ama gökyüzünün neler gösterdiği, olası bir gözlemcinin hangi sorularla karşılaşacağını etkileyebilir. Makale ise kendi kapsamını bilinçli olarak dar tutuyor: yalnızca "neyin gözlenebildiğine" bakıyor, biyolojik evrimi, bilişi veya bilimsel kuramların gelişimini dışarıda bırakıyor.

Nasıl hesaplandı?

Ekip, NASA Exoplanet Archive verilerinden 40 "iyimser" ve 19 "muhafazakâr" yaşanabilir kuşak kayalık gezegen çifti seçti. Muhafazakâr kuşak, yüzeyde kararlı okyanusun korunabildiği dar aralığı; iyimser kuşak ise Güneş Sistemi'nde geçmişte sıvı su barındırmış olabilecek Venüs ve Mars'ın koşullarına dayanan daha geniş aralığı anlatıyor. Çiftlerin yalnızca bir bölümünde (iyimser örnekte 36, muhafazakârda 15) hesap için yeterli yörünge bilgisi vardı.

Araştırmacılar her çift için komşu gezegenin görünen yörüngesini, yansıttığı ışığın parlaklığını ve yıldızından açısal uzaklığını hesapladı. Yörünge yönelimi için üç model ve beş farklı yansıtma gücü (albedo) değeri denendi. Görünürlük üç iç içe sınıfa ayrıldı:

• Teleskopik: parlaklık en çok 10 kadir, yıldızdan uzaklık en az 10°, döngünün açısal genişliği en az 0,25°.
• Katı çıplak göz: en çok 6 kadir, en az 15° uzaklık, en az 1° açısal genişlik.
• Kolay çıplak göz: en çok 4 kadir, en az 20° uzaklık, en az 3° açısal genişlik.

Sonuçlar

Makalenin özetine göre değerlendirilen her yaşanabilir kuşak düzeninde geometrik olarak geri hareket görülüyor. Referans modelde iyimser örnekteki düzenlemelerin yüzde 90,4'ü teleskopik, yüzde 75'i katı çıplak göz, yüzde 19'u kolay çıplak göz sınıfına giriyor; muhafazakâr örnekte bu oranlar sırasıyla yüzde 80, yüzde 73,5 ve yüzde 17.

Yön büyük fark yaratıyor. Gözlemciden bakıldığında yıldıza göre dışta kalan komşuya bakan altı iyimser çiftin hepsi her denemede "kolay" ölçütünü karşılıyor. Yıldıza daha yakın bir komşuya bakıldığında ise kolay sınıfın payı yüzde 3 civarına (iyimserde yüzde 2,8, muhafazakârda yüzde 4,2) düşüyor; çünkü iç gezegen yıldızın parıltısına fazla yakın kalıyor. Muhafazakâr örneğin en güçlü iki vakası GJ 1002 b'den c'ye ve Teegarden Yıldızı c'den d'ye bakış; ikisi de 1000 Monte Carlo denemesinin tamamında kolay çıplak göz sınıfında kaldı.

Sınırlar ve sıradaki adım

Yazarlar, tek tek çiftler için tahminlerin belirsiz yörünge yapılandırmaları ile hesaba katılmayan etkilerle, örneğin kütleçekimsel etkileşimler ve gözlem koşullarıyla sınırlı olduğunu belirtiyor. Sonuçlar, seçilen modelde örneklenen yörünge düzenlemelerinin oranını gösteriyor; gözlem süresinin oranını değil. Gezegenlerin atmosferleri, bulut örtüsü ya da yüzeyden gökyüzünün gerçekten nasıl göründüğü ise çalışmanın dışında.

Açık kalan soru, hesaplanan bu gökyüzü manzarasının gerçek gezegenlerde nasıl görüneceği. Bunun için daha kesin yörünge ölçümleri ve gezegenlerin atmosferleri hakkında yeni veriler gerekiyor.