Yaşanabilir dış gezegenler arayışında, atmosfer koşulları bir gezegenin sıvı suyu sürdürüp sürdüremeyeceğini belirlemede önemli bir rol oynar. Uygun adaylar genellikle “Goldilocks Bölgesi” nde otururlar, bu da sıvı suya izin vermek için ev sahibi yıldızlarından çok yakın ne de çok uzak bir mesafe. James Webb Uzay Teleskopunun (JWST) lansmanı ile gökbilimciler, hangi dış gezegenlerin daha fazla çalışma için iyi aday olduğunu belirlemeye yardımcı olacak dış gezegen atmosferlerinin gelişmiş gözlemlerini toplıyorlar.
Bugün yayınlanan açık erişimli bir makalede Astrofizik dergi mektuplarıGökbilimciler, JWST’yi Trappist-1 sisteminde bulunan Exoplanet Trappist-1E’nin atmosferine daha yakından incelemek için kullandılar. Ne yapıldığına dair kesin bir kanıt bulamamış olsalar da – ya da bir atmosfere sahipse – birkaç olasılığı dışlayabildiler.
“Fikir şudur: Gezegenin havasız olmadığını varsayarsak, farklı atmosferik senaryoları kısıtlayabilir miyiz? Bu senaryolar hala yüzeyde sıvı suya izin veriyor mu?” MIT Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri (EAP’ler) ve MIT Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü ve makaledeki ilk yazar MIT departmanında bir doktor olan Ana Glidden. Buldukları cevaplar evet idi.
Yeni veriler, hidrojen baskın bir atmosferi dışlıyor ve volkanik patlamalar ve gezegenin iç mekanından gazetme gibi ikincil nesil yoluyla yaygın olarak yaratılan diğer atmosferik koşullara daha sıkı kısıtlamalar yerleştiriyor. Veriler hala bir yüzey okyanusu olasılığına izin verecek kadar tutarlıydı.
MIT’de 1941 Gezegen Bilimleri Profesörü Sara Seager, “Trappist-1e en zorlayıcı yaşanabilir bölge gezegenlerimizden biri olmaya devam ediyor ve bu yeni sonuçlar bizi ne tür bir dünya olduğunu bilmeye bir adım daha yaklaştırıyor” diyor. “Venüs ve Mars benzeri atmosferlerden uzaklaşan kanıtlar, hala oyunda senaryolara odaklanmamızı keskinleştiriyor.”
Çalışmanın ortak yazarları arasında Arizona Üniversitesi, Johns Hopkins Üniversitesi, Michigan Üniversitesi, Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü ve JWST-TST Dreams ekibinin üyeleri arasında ortak çalışanlar yer alıyor.
Geliştirilmiş gözlemler
Gizli atmosferler, iletim spektroskopisi adı verilen bir teknik kullanılarak incelenir. Bir gezegen ev sahibi yıldızının önünden geçtiğinde, yıldız ışığı gezegenin atmosferinden süzülür. Gökbilimciler, ışığın farklı dalga boylarında nasıl değiştiğini görerek atmosferde hangi moleküllerin bulunduğunu belirleyebilirler.
Glidden, “Her molekülün spektral bir parmak izi var. Gözlemlerinizi bu parmak izleriyle hangi moleküllerin mevcut olabileceğini ortaya çıkarmak için karşılaştırabilirsiniz.” Diyor.
JWST, kendi güneş sistemimizde daha yaygın olarak bulunan karbondioksit ve metan gibi molekülleri gözlemlemeyi mümkün kılan selefi Hubble Uzay Teleskopundan daha büyük bir dalga boyu kapsamına ve daha yüksek spektral çözünürlüğe sahiptir. Bununla birlikte, gelişmiş gözlemler, güneş lekeleri ve güneş patlamaları gibi şeyler nedeniyle konakçı yıldızın sıcaklığındaki değişikliklerin verilerin yorumlanmasını zorlaştırdığı yıldız kontaminasyonu problemini de vurguladı.
Glidden, “Yıldız aktivitesi, verilerin gezegensel olarak yorumlanmasına güçlü bir şekilde müdahale ediyor çünkü sadece potansiyel bir atmosferi yıldız ışığı ile gözlemleyebiliriz.” Diyerek şöyle devam etti: “Yıldızdan hangi sinyallerin geldiğini ve gezegenin kendisinden ayrılmak zor.”
Atmosfer koşullarını dışlamak
Araştırmacılar yıldız etkinliği için azaltmak için yeni bir yaklaşım kullandılar ve sonuç olarak, “Visit’i ziyaret edebileceğiniz herhangi bir sinyal büyük olasılıkla yıldızdan, ziyaretler arasında tutarlı olan her şey büyük olasılıkla gezegendir” diyor Glidden.
Araştırmacılar daha sonra sonuçları birkaç farklı atmosferik senaryo ile karşılaştırabildiler. Mars ve Venüs gibi karbondioksit açısından zengin atmosferlerin olası olmadığını, Satürn’ün Ay Titanına benzer sıcak, azot açısından zengin bir atmosferin mümkün olmadığını buldular. Bununla birlikte, kanıtlar, belirli bir gaz türünü tespit etmek yerine, herhangi bir atmosferin mevcut olup olmadığını belirlemek için çok zayıftır. Zaten çalışmalarda olan ek, devam eden gözlemler, olasılıkları daraltmaya yardımcı olacaktır.
Glidden, “İlk gözlemlerimizle, JWST ile yapılan kazanımları sergiledik. Takip programımız, en iyi yaşanabilir bölgeli gezegenlerimizden birini anlamamızı daha da hassaslaştırmamıza yardımcı olacak” diyor.
