Şüpheli İkinci Nesil Gezegen, NASA Hubble'ın Kapanmamış Dosyasını Çözdü

Gökbilimcilerin titiz çalışması, NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu'nun veri arşivindeki kapanmamış bir dosyayı çözdü. 5 Ekim Pazartesi günü Nature Astronomy dergisinde yayımlanan bir çalışmada araştırmacılar, HS 0209+0832 adlı beyaz cüce yıldızın ikinci nesil bir gezegene ev sahipliği yapıyor olabileceğine işaret eden şaşırtıcı bir kimyasal ipucu bulduklarını bildirdi.

Beyaz cüce, tüm nükleer yakıtını tüketmiş ve dış gaz ve toz katmanını uzaya kaybetmiş düşük kütleli bir yıldızın geriye kalan çekirdeğidir. İkinci nesil gezegen ise bu yıldız kalıntısının çevresinde, yıldızın dışarı attığı maddeden oluşan bir dünyadır.

Çalışmanın baş yazarı, Birleşik Krallık'taki Warwick Üniversitesi'nde doktora adayı olan gökbilimci Jamie Williams, “Bu araştırma, beyaz cüce evresinin bir yıldızın ve gezegenlerinin hikâyesine eklenmiş bir tür son söz olmaktan çok, aşina olduğumuz sistemlerin potansiyel olarak çok daha uzun bir hikâyenin yalnızca ilk bölümü olduğuna ve bu hikâyede yeni karakterlerin de sahneye çıktığına işaret ediyor. Bu, peşinden gitmek için gerçekten heyecan verici bir olasılık” dedi.

Dünya ve Güneş Sistemimizdeki diğer gezegenler, bir yıldızın doğumundan arta kalan maddeden oluşan birinci nesil gezegenlerdir.

Williams, “Hubble'ın bu beyaz cüce sisteminde bize gösterdiği şey daha önce görmediğimiz bir şey: Niyobyum elementinin yüksek bolluğu. Arşiv verilerinde ilk bulduğumda bu elementin izine aşina değildim” dedi.

Hubble yıldızı ilk kez 1999'da gözlemlediğinde, veriler tanımlanamayan yaklaşık 100 kimyasal özellik içeriyordu. Williams, güncellenmiş bir kimyasal veritabanıyla bu kayıtlara geri döndü ve gizemli özelliklerin birçoğunun niyobyumla eşleştiğini buldu.

Williams, niyobyumun Güneş Sistemimizde de bulunduğunu ve Dünya'da mücevherden tıbbi görüntüleme cihazlarına kadar pek çok kullanım alanı olduğunu, ancak Hubble'ın HS 0209+0832 sisteminde bulduğu miktarın, bir yıldızın doğumundan değil, ölürken dışarı attığı maddeden oluşan bir gezegene işaret ettiğini açıkladı.

Wisconsin–Madison Üniversitesi'nden kuramsal astrofizikçi ve araştırma ekibinin üyesi Nicholas Stone, “Niyobyum ve demirden ağır diğer elementler astronomik açıdan özeldir; çünkü pek çok yaygın elementin aksine yıldızların çekirdeklerinde termonükleer füzyonla oluşmazlar. Bu ağır elementler ancak ölmekte olan yıldızların içinde kısa süreliğine ortaya çıkan sıra dışı koşullarda sentezlenebilir. Niyobyumun varlığı, bu ‘ölüm’ çırpınışlarının ve ölmekte olan yıldızın iç kısımlarının uzaya saçılmasının bir işaretidir” dedi.

Ekip, yıldız bu kimyasal açıdan zenginleşmiş maddeyi dışarı attıktan sonra maddenin bir kısmının bir araya gelerek gaz devi bir gezegen oluşturduğunu öne sürüyor. Fırlatılan maddenin geri kalanı çok uzun zaman önce dağılmış olsa da gezegen hâlâ yerinde duruyor.

Yine Warwick Üniversitesi'nden gökbilimci ve çalışmanın ortak yazarı Boris Gaensicke, “Jamie bu çalışmayla ilgili olarak bana niyobyumu sorduğunda gerçekten şaşkına döndüm; çünkü bu element bugüne kadar incelenen hiçbir beyaz cücede bildirilmemişti. Orada olduğunu fark ettiğimizde her şey yerine oturdu” dedi.

Araştırma ekibi, Hubble gözlemlerini NASA'nın emekliye ayrılmış FUSE (Uzak Morötesi Spektroskopi Kâşifi) görevinden elde edilen verilerle doğruladı; bu veriler de HS 0209+0832 sisteminde güçlü niyobyum izleri gösteriyordu.

NASA'nın TESS (Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu) da beyaz cüceyi dört ay boyunca gözlemledi. Bu sayede, Merkür'ün Güneş çevresindeki yörüngesinden çok daha yakında, yaklaşık 6 milyon kilometre uzaklıkta bir gezegenin yörüngede dolandığına işaret eden dönemsel parlaklık değişimlerini saptayabildi.

Araştırma ekibi, aday gezegenin Jüpiter büyüklüğünde ve atmosferini hızla kaybeden bir gaz devi olduğunu tahmin ediyor. Beyaz cüce yıldız görece yeni olduğu için hâlâ çok sıcak ve büyük olasılıkla bu gezegeni dış katmanlarını söküp atan bir enerji bombardımanına tutuyor. Bu durum, gezegenin kuyruklu yıldıza benzer bir madde kuyruğu oluşturmasına yol açabilir; bu madde beyaz cücenin çevresinde bir disk oluşturup yıldızın yüzeyine geri düşebilir ve Hubble yıldızı incelerken niyobyumu da bu sayede saptamış olabilir. Williams, bu kütle kaybına rağmen gezegenin kozmik radarda geçici bir sinyal olmasının olası olmadığını söyledi.

Williams, “İkinci nesil gezegen gerçekten oradaysa bence hayatta kalması olası. Beyaz cüce sonunda soğuyacak ve ardından sabit bir sıcaklığı koruyacak; gezegen de milyonlarca yıl boyunca bu yıldızın kararlı yaşanabilir bölgesinde kalacak” dedi.

Williams, bu tür sistemleri anlamak için daha yapılacak çok iş olduğunu ekledi: İkinci nesil gezegenlerin nasıl oluştuğu, ne kadar yaygın ya da nadir oldukları ve “ölü” bir yıldızın çevresindeki yörüngelerinde nasıl evrildikleri. Williams, önümüzdeki birkaç yıl boyunca bu soruları araştırmak için Hubble'ı kullanacak ve bu yeni tür gök cisimleri hakkında kapsamlı veri ve istatistik biriktirmeyi umuyor.

Gaensicke, “Bence bu araştırma, bilimsel keşfin düz bir yol olmadığının önemli bir örneği. Çoğu zaman insanların kafalarındaki büyük soruları tartıştıkları ve birlikte beklenmedik yanıtlar bulabileceklerini fark ettikleri o büyülü an gerekir” dedi.

Hubble Uzay Teleskobu otuz yılı aşkın süredir görev yapıyor ve evrene ilişkin temel anlayışımızı biçimlendiren çığır açıcı keşifler yapmayı sürdürüyor. Hubble, NASA ile ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasındaki uluslararası bir iş birliği projesidir. NASA'nın Maryland eyaletinin Greenbelt kentindeki Goddard Uzay Uçuş Merkezi, teleskobu ve görev operasyonlarını yönetiyor. Lockheed Martin Space de Goddard'daki görev operasyonlarına destek veriyor. Baltimore'daki ve Astronomi Araştırmaları Üniversiteler Birliği (AURA) tarafından işletilen Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI) ise Hubble'ın bilimsel operasyonlarını NASA adına yürütüyor.