İlk Kez Bir Ötegezegende (Beta Pictoris B) Gün Uzunluğu Ölçüldü.

Beta Pictoris B (Canlandırma)

ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) ile yapılan gözlemlerle, ilk kez, bir ötegezegenin kendi etrafındaki dönme süresi belirlendi. Beta Pictoris b’nin bir gününün sadece sekiz saat olduğu bulundu. Bu, Güneş Sistemi’ndeki herhangi bir gezegen gününden çok daha kısa bir süre — ötegezegenin ekvator bölgesi saatte 100 000 km hızla hareket ediyor.


Elde edilen yeni sonuçlar, Güneş Sistemi’nde görülen kütle ile dönme arasındaki ilişkiyi ötegezegenlere kadar genişletiyor. Benzer yöntemlerle gökbilimciler gelecekte Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu’nu (E-ELT) kullanarak ötegezegenleri daha detaylı bir şekilde görüntüleyebilecekler.

Beta Pictoris b ötegezegeni, güney gökküresi takımyıldızlarından Ressam doğrultusunda, yeryüzünden yaklaşık 63 ışık-yılı uzaklıkta bulunan ve çıplak gözle görülebilen Beta Pictoris yıldızının etrafında dolanmaktadır. Bu gezegen altı yıl önce keşfedilmiştir ve doğrudan gözlemi yapılan ilk ötegezegenlerden biridir. Yıldızına uzaklığı Yer-Güneş mesafesinin sadece sekiz katı kadardır — bu da onu yıldızına en yakın doğrudan gözlenen gezegen yapmaktadır [3].

VLT üzerindeki CRISES aygıtını kullanarak Leiden Üniversitesi ve Hollanda Uzay Araştırmaları Enstitüsü’nden bir Alman gökbilimciler ekibi ötegezegen Beta Pictoris b’nin ekvatordaki dönüş hızının saatte neredeyse 100 000 kilometreye kadar ulaştığını buldular. Karşılaştırma yapılırsa, Jüpiter ekvatorunun hızı saatte 47 000 km [4] iken, Dünya’nın ekvatordaki dönüş hızı saatte sadece 1700 km’dir [5].

Beta Pictoris b Dünya’dan 16 kat daha büyük ve 3000 kat daha ağırdır, buna rağmen gezegenin bir günü sadece 8 saat uzunluğundadır. “Neden bazı gezegenlerin hızlı, diğerlerinin daha yavaş döndükleri bilinmiyor,” diyor ikinci-yazar Remco de Kok, “ancak bir ötegezegene ait bu ilk dönme ölçümü aynı eğilimin Güneş Sistemi’nde de var olduğunu gösteriyor, biz de de daha büyük gezegen daha hızlı dönüyor. Bu gezegenlerin oluşum aşamalarının bir sonucu olarak evrensel bir sonuç olmalı.”

Beta Pictoris b oldukça genç bir gezegen, yaklaşık 20 milyon yıl yaşında (Yeryüzünün 4.5 milyar yıllık yaşı ile karşılaştırınca) [6]. Zamanla, gezegenin soğuması ve büzülmesi bekleniyor, bu da onu daha hızlı bir gezegen haline getirecek [7]. Diğer yandan, diğer süreçler de gezegenin dönme hızını değiştirecek etkiler yapabilir. Örneğin, Dünya’nın dönüş hızı Ay’la olan çekimsel etkileşim nedeniyle gittikçe yavaşlamaktadır. 

Gökbilimciler yüksek-dağılımlı tayf ölçümü adı verilen hassas bir yöntemi kullanarak ışığı, kendisini oluşturan renklerine ayırdılar — her bir renk tayf üzerindeki farklı dalgaboylarına karşılık geliyor. Doppler etkisi (ya da Doppler kayması) ilkesine göre, dalgaboyundaki değişimi kullanarak gezegen üzerindeki farklı bölgelerin farklı hızlarda ve gözlemciye göre farklı yönlerde hareket ettiğini tespit ettiler. Kendisinden çok daha parlak yıldızının etkileri göz ardı edildiğinde ise, gezegenin dönmesinden kaynaklanan sinyaller elde edilebildi. 

“Gezegenden yayılan ışığın dalgaboyunu yüz binde bir hassasiyetle ölçmeyi başardık, bu sayede Doppler etkisinin duyarlılığı ışınım yapan nesnelerin hızının ölçülebilmesini sağladı.” diyor çalışmanın yürütücüsü Ignas Snellen. “Bu yöntemle gezegenin yüzeyindeki farklı bölgelerin farklı hızlarda bize doğru ya da ters yöne hareket ettiklerini bulduk, bu da gezegenin kendi ekseni etrafında dönüş yapmasıyla açıklanabilmektedir.” Bu teknik onlarca yıl boyunca yıldız yüzeylerini görüntülemek için ve son olarak da kahverengi cüce [8] — Luhman 16B (eso1404) gözlemlerinde kullanılan Doppler görüntüleme ile yakından ilgilidir.

Beta Pictori b’nin hızlı dönüşü sayesinde gelecekte gezegenin muhtemel bulut şekilleri ve büyük fırtınalarını gösteren küresel bir haritasını oluşturulabilir. “Bu yöntem E-ELT’nin mükemmel çözünürlüğü ve hassasiyeti ile yüksek dağılımlı bir tayfölçer sayesinde çok daha geniş ötegezegen örnekleri üzerinde kullanılabilir.

Planlanan orta-kırmızı-ötesi E-ELT Görüntüleyici ve Tayfçekeri (METIS) ile ötegezegenlerin küresel haritalarını üretebilecek ve bu yöntemle Beta Pictoris b’den çok daha küçük gezegenlerin özelliklerini tespit edebileceğiz.” diyor METIS proje yürütücüsü ve yeni makalenin eş-yazarı Bernhard Brandl.

Notlar

[1] Beta Pictoris’in birçok ismi bulunuyor, örneğin HD 39060, SAO 234134 ve HIP 27321 gibi.

[2] Beta Pictoris tozlu enkaz diski ile çevrili olan yıldızların en iyi bilinen örneklerinden biridir. Diskin şu anda Yer-Güneş arasındaki mesafenin 1000 katına kadar genişlediği biliniyor.

[3] Uyarlamalı optik yöntemi kullanılarak yapılan gözlemler, dünyanın gökbilim için en iyi yerleşkelerinden yapılan gözlemleri bile olumsuz etkileyen Yeryüzü atmosferinin türbülans hareketlerinin görüntüler üzerindeki bozucu etkilerini telafi etmektedir. Gökbilimciler bu sayede süper-keskin görüntüler elde edebilmektedir, neredeyse uzaydan gözlem yapıyormuş gibi.

[4] Jüpiter’in gezegenin dönüş hızını belirleyen katı bir yüzeyi olmadığından, ekvatoryal atmosferin dönüş hızı dikkate alınmaktadır, bu da saatte 47 000 km’dir.

[5] Dünya’nın ekvatordaki hızı saatte 1674.4 km’dir.

[6] Daha önceki ölçümlere göre sistem daha gençti.

[7] Bu açısal momentumun korunumu nedeniyledir ve aynı etki kollarını kapatan bir buz patencisinde de görülür, bu şekilde daha hızlı dönmeye başlar.

[8] Kahverengi cücelere genellikle “başarısız yıldızlar” olarak bakılır, Güneş gibi yıldızların aksine, hiçbir zaman nükleer füzyon (birleşme) tepkimelerini başlatabilecek kadar sıcaklığa ulaşamazlar.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma Nature dergisinin 1 Mayıs 2014 sayısında I. Snellen ve arkadaşları tarafından kaleme alınan “Fast spin of a young extrasolar planet” başlıklı bir makale olarak sunulmuştur.

Araştırma ekibinde Ignas A. G. Snellen (Leiden Gözlemevi, Leiden Üniversitesi, Leiden, Hollanda), Bernhard Brandl (Leiden Gözlemevi), Remco J. de Kok (Leiden Gözlemevi, SRON Hollanda Uzay Araştırmaları Enstitüsü, Utrecht, Hollanda), Matteo Brogi (Leiden Gözlemevi), Jayne Birkby (Leiden Gözlemevi) ve Henriette Schwarz (Leiden Gözlemevi) yer almaktadır.

Kaynak: ESO Türkiye