Çoğu gezegen sistemi, Dünya’dan daha büyük ancak Neptün’den daha küçük dünyalar içerir ve genç bir yıldızın etrafındaki düşük yoğunluklu gezegenler, bu tür sistemlerin nasıl oluştuğunu anlamamıza yardımcı olmalıdır.
Dünya ile karşılaştırıldığında düşük yoğunluklu gezegenlerden biri
Galaksimizde yeni doğmuş bir yıldızın etrafında dönen dört gezegen o kadar hafif ki polistiren yoğunluğuna sahipler ve en yaygın gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğunu anlamamıza yardımcı olacak önemli bir eksik halka sağlayabilirler.
Bu güneş sistemi, genellikle Dünya’dan daha büyük ancak Neptün’den daha küçük gezegenleri içeren Samanyolu’ndaki diğer gezegen sistemlerinin çoğuyla karşılaştırıldığında alışılmadık bir durumdur. Gökbilimciler buna benzer yüzlerce gezegen sistemi buldu ancak bunların neredeyse tamamı milyarlarca yıllık yıldızların etrafında oluşuyor ve bu da nasıl şekil aldıklarını açıklamayı zorlaştırıyor.
Şimdi, Tokyo, Japonya’daki Astrobiyoloji Merkezi’nden John Livingston ve Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles’tan Erik Petigura liderliğindeki bir ekip, V1298 Tau adı verilen 20 milyon yıllık genç bir yıldızın yörüngesinde oldukları göz önüne alındığında, yakın zamanda oluşmuş gibi görünen sıkı kümelenmiş dört gezegen tespit etti.
Petigura, “Galaksinin her yerinde gördüğümüz bir tür gezegen sisteminin genç bir versiyonunu görüyoruz” diyor.
V1298 Tau ve dört gezegeni ilk olarak 2017’de keşfedildi ancak gezegenlerin kendileri hakkında çok az şey biliniyordu. Araştırmacılar, beş yıl boyunca onları gözlemlemek için uzayda ve Dünya’da teleskoplar kullandılar; dört dünya arasındaki çekimsel çekim kuvvetleri nedeniyle her gezegenin bir yörüngeyi tamamlaması ve yıldızın önünden geçmesi için geçen süredeki ince değişiklikleri aradılar. Bu küçük farklılıkları ölçerek her gezegenin yarıçapını ve kütlesini daha doğru bir şekilde hesaplayabildiler.
Ancak bu yöntemin işe yaraması için, bu çekim kuvvetlerinin yokluğunda dört gezegenin her birinin yıldızın yörüngesindeki dönüşünün ne kadar sürmesi gerektiğini önceden bilmeleri gerekiyordu. En dıştaki gezegene ilişkin bu bilgiye sahip değillerdi, bu yüzden bilinçli tahminlerde bulunmak zorundaydılar; eğer tahminleri yanlış olsaydı, tüm hesaplamaları başarısız olurdu.
Petigura, “Açıkçası bunun bir tür aptalca bir iş olduğunu düşündüm” diyor. “Bunu yanlış anlamış olmamızın pek çok yolu vardı… (en dıştaki gezegenin) geçişini ilk kez düzelttiğimizde neredeyse sandalyemden düşüyordum; sanki birisi golfte bir deliğe giriyor gibiydi.”
Tüm gezegenlerin yörünge dönemlerini doğru bir şekilde ölçtükten ve yarıçaplarını ve kütlelerini hesapladıktan sonra, her gezegenin yoğunluğunu tahmin edebildiler. Bunların, yarıçapları Dünya’nınkinin beş ila 10 katı arasında olan, ancak kütleleri yalnızca birkaç kat daha büyük olan, bilinen herhangi bir ötegezegenin en alçakları arasında olduğunu buldular.
Petigura, “Bu gezegenler Strafor yoğunluğuna sahip; son derece düşük yoğunluklular” diyor.
Bunun nedeni, gezegenlerin, yerçekimi kuvvetleri nedeniyle, Dünya’nın yarıçapının yalnızca bir ila üç katı kadar olan, süper Dünyalar veya Neptün altı olarak adlandırılan gezegenleri oluşturmak üzere büzülme sürecinde olmalarıdır. Araştırmacılar gezegenlerin nasıl evrimleşeceğini simüle ettiler ve sonunda bu tür gezegenlere dönüşeceklerini buldular.
V1298 Tau’nun gezegenleri, yörünge rezonansı adı verilen şekilde yapılandırılmıştır; bu, gezegenlerin yörünge zamanlarının birbirinin katı olduğu anlamına gelir. Fransa’daki Bordeaux Üniversitesi’nden Sean Raymond, bunun, güneş sistemimiz de dahil olmak üzere çoğu gezegen sisteminin nasıl oluştuğuna dair gökbilimcilerin sahip olduğu tabloyla örtüştüğünü söylüyor. Düzgün yörüngesel rezonanslara sahip kalabalık sistemler olarak başlarlar, ancak daha sonra periyotlarının oranı açısından kararsız hale gelirler.
Raymond, “Çok genç bir yıldızın etrafında dönen, birbirine yakın, düşük kütleli gezegenlerden oluşan keşfedilen bu sistem, tipik bir Neptün altı sisteminin potansiyel öncüsünü temsil ediyor” diyor. “Bu keşif şaşırtıcı çünkü bu tür genç sistemleri karakterize etmek çok zor.”
