Güneybatı Araştırma Enstitüsü liderliğindeki bir çalışma, toprak ve Neptün arasında bir dış gezegen olan TOI-270 D’nin kimyasını modelledi ve bunun kalın, sıcak bir atmosferde örtülü dev bir kayalık gezegen olabileceğine dair kanıt buldu. TOI-270 D, Dünya’dan sadece 73 ışık yılıdır ve tüm yeni gezegen sınıfını anlamak için bir “Rosetta Taşı” olarak hizmet edebilir.
Güneş sistemimizin dışındaki dış gezegenler yörünge yıldızları. Sub-neptunes, güneş sistemimizin en büyük kayalık gezegeni, Dünya ve en küçük gaz devi Neptün arasındaki gezegenlere atıfta bulunur.
“Sub-neptunes’un doğası, dış gezegen bilimin en sıcak konularından biridir.” Dedi. Astrofizik dergisi ve Preprint Server’da mevcut Arxiv.
“Bu sub-neptunes, galaksideki en bol miktarda gezegen aralığıdır, ancak güneş sistemimizde hiçbiri yoktur. Egzotiktirler. Ilıman sub-neptunes, bazıları yaşanabilir çünkü daha da yüksek ilgi görür.”
Bilim adamları, gezegenlerin yüzeylerinde sıvı suyun bulunabileceği yaşanabilir bölgede yörüngede olan subneptün dış gezegenlerin, “hycean” (hidrojen-okyanus) dünyaları olarak adlandırılan ince hidrojen açısından zengin atmosferlere sahip büyük okyanus dünyaları olabileceğini öne sürdüler. Örneğin, K2-18 B gezegeninin bir Hycean dünyası olduğu düşünülüyordu. Bununla birlikte, TOI-270 D’den gelen son James Webb uzay teleskopu (JWST) verileri, kalın, sıcak bir atmosferle örtülü dev (süper toprak) kayalık bir iç mekana dayanan daha basit bir modelin verileri daha iyi açıklayabileceğini göstermektedir.
Glein, “Yaşanabilir dünyalar arayışı devam ediyor. Bjorn Benneke ve ekibi tarafından toplanan TOI-270 D hakkındaki JWST verileri devrimci.” Dedi.
“Tamamen yabancı bir gezegenin hikayesini öğrenmek için inanılmaz bir fırsat sağlayan bu kadar küçük bir dış gezegen atmosferinden çıkardıkları ayrıntı seviyesinden şok oldum. Karbondioksit, metan ve su gibi moleküllerle, bu alışılmadık dünyanın nasıl oluştuğunu öğrenmek için bazı jeokemistlik yapmaya başlayabiliriz.”
NASA’nın JWST’si, Venüs’ün yüzeyinden daha hızlı 1.000 dereceden fazla Fahrenheit’i gösteren gazları tespit etti. Yeni jeokimyasal model, gazların bu sıcaklıklarda nasıl bir denge işlemine maruz kaldığını ve daha sonra JWST’nin bunları tespit edebileceği yerlerde yukarı doğru kaldırıldığını göstermektedir.
Glein, “TOI-270 D’nin yaşanabilir olması muhtemel olmadığını bulmak biraz hayal kırıklığı yaratmasına rağmen, bu gezegen hala gezegensel kökenlerin ve evrimin alternatif yollarını keşfetmek için harika bir fırsat sunuyor.” Dedi. “Doğanın ortaya çıkardığı gezegenlerin çılgın konfigürasyonları hakkında çok daha fazla şey öğreniyoruz.”
Bilim adamları ılıman sub-neptunes atmosferlerinde amonyak eksikliği konusunda şaşkına döndüler. Önceki modeller, amonyakın hidrojen gazı açısından zengin kalın, sıcak atmosferlerde üretilmesi gerektiğini önerdi.
Bu yeni çalışma, azot gazı yüksek sıcaklıkta üretim ve amonyakın gezegenin yüzeyinde süper ısıtılmış bir erimiş kaya okyanusuna çözülmesi de dahil olmak üzere gezegensel süreçlerin kombinasyonları ile amonyerin nasıl tükendiğini açıklamak için entegre bir bakış açısı sunuyor. Glein’ın ekibi ayrıca gezegenin kendisinin azot fakir olduğunu buldu çünkü kondritik meteorlar gibi katı yapı taşları tipik olarak azot fakirdir.
Glein, “Gezegen bilimi ve biyoloji arasında birçok paralellik görüyorum.” Dedi. “Çekirdek bir yapı taşları ve etkileşimler için kurallar, çeşitli formların patlamasına neden oluyor. Bu çeşitliliğin bir kısmının JWST’den kompozisyon imzalarında geldiğini görmeye başlıyoruz.”
Bu çalışma, dış gezegen jeokimyanın artık kendi güneş sistemimizde elde edilenle karşılaştırılabilir bir sofistike seviyeye yaklaştığını göstermektedir. Güneş sistemi için geliştirilen jeokimyasal araçlar artık dış gezegen atmosferlerine uygulanabilir. Bu çalışmalar atmosferik sıcaklıklar, olası magma okyanuslar ve gezegen atmosferlerinin kökenleri hakkında yeni bilgiler sunmaktadır.
Glein, “Soruna birçok şekilde yaklaşarak bir dış gezegen iç işleyişinin ve tarihinin daha eksiksiz bir resmini çizmek istedik.” Dedi. “En son kontrol ettiğimde, 5.800’den fazla onaylanmış dış gezegen keşfettik. TOI-270 D bunlardan sadece bir tanesi. Bir sonraki dış gezegenin bizim için ne olduğunu görmek çok ilginç olacak.”
