Gezegen bilimciler, gezegen sistemlerinin geri kalanıyla zaman içinde dans eden Neptün-altı gezegenlerin, dans etmeyenlere göre daha az yoğun olduğunu keşfetti.
Güneş sisteminde belirgin bir şekilde bulunmamasına rağmen, Samanyolu’ndaki en yaygın gezegenler “alt-Neptünler” ya da Dünya ile buz devi Neptün arasında boyutlara sahip dünyalar olarak biliniyor. Güneş benzeri yıldızların %30 ila %50’sinin yörüngesinde en az bir alt Neptün bulunduğu tahmin ediliyor ancak bu dünyaların yaygınlığına rağmen, güneş dışı gezegenleri veya ötegezegenleri inceleyen bilim insanları geleneksel olarak alt Neptünlerin yoğunluklarını ölçmekte zorlanıyor.
Alt Neptünler iki farklı kategoriye ayrılıyor.
Bu ölçümler için kullanılan tekniklere bağlı olarak, alt Neptünler iki farklı kategoriye ayrılıyor gibi görünüyor: “Kabarık” ve “kabarık olmayan”. Yine de soru, gerçekten iki farklı alt Neptün popülasyonu olup olmadığı ya da bu farklılıkların yoğunlukları ölçmek için hangi yöntemin kullanıldığının bir sonucu olup olmadığı. Bu konuda Cenevre Üniversitesi (UNIGE) ve Bern Üniversitesi (UNIBE) tarafından yapılan yeni bir araştırma, gerçekten de fiziksel olarak farklı iki alt Neptün ailesi olduğunu ortaya koyuyor. Ve kabarık alt-Neptünlerin gezegensel kardeşleriyle rezonansa girme olasılığı daha yüksek.
Örneğin bir gezegenin bir yörüngeyi tamamlaması ile başka bir gezegenin iki yörüngeyi tamamlaması aynı sürede gerçekleşiyorsa, gezegenlerin rezonans halinde olduğu söyleniyor.
Yeni keşfedilen rezonans gezegen sistemi, Dünya’dan 100 ışık yılı uzakta.
Yakın zamanda keşfedilen olağanüstü bir rezonans gezegen sistemi, Dünya’dan 100 ışık yılı uzaklıkta bulunan HD 110067. Bu sistemdeki altı Neptün-altı gezegen birbirlerinin etrafında hassas bir kozmik valsle dans ediyor. İçteki gezegen bir yörüngeyi 9,1 Dünya gününde, bir sonraki gezegen 13,6 günde, üçüncüsü 20,5 günde, dördüncüsü 30,8 günde, beşincisi 41 günde ve en dıştaki gezegen 54,7 günde tamamlıyor.
Böylece dış gezegenin tamamladığı her yıldız yörüngesi için iç gezegen altı yörünge tamamlıyor. Bu da bu alt Neptünlerin 6:1 rezonans içinde olduğu anlamına geliyor. HD 110067 sistemindeki farklı gezegen çiftleri arasındaki diğer rezonanslar 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 ve 4:3’tür.
Rezonanslı alt Neptünlerin hafifliği için olasılıklar var.
Bu ritmik dans, parlak turuncu yıldız HD 110067’nin etrafında yaklaşık 4 milyar yıldır, yani güneş sisteminin var olduğu süreye eşit bir süredir devam ediyor. Her ne kadar büyüleyici olsa da bu sistemdeki alt Neptünlerin neden daha az yoğun göründüğünü bize söylemiyor.
Bu yeni araştırmanın arkasındaki ekip, rezonanslı alt Neptünlerin hafifliği için birkaç olası açıklama önerdi; en muhtemel olanı, sürecin bunların nasıl oluştuğuyla bağlantılı olduğunu öne sürüyor gibi görünüyor.
Rezonans zincirinin kırılması felaketlere yol açabilir.
Ekip, tüm gezegen sistemlerinin erken varoluşları sırasında bir rezonans zincirine doğru yaklaşmasının mümkün olduğunu söylüyor. Ancak, sistemlerin sadece %5’inin bu ritmi koruyabildiğine inanıyorlar.
Rezonans zincirinin kırılması bir dizi felakete yol açabilir; gezegenler birbirine çarpar ve genellikle birleşerek daha yoğun konglomera dünyalar haline geliyor. Ekip, çarpışmalar ve birleşmeler rezonans olmayan sistemlerde aynı gezegenlerin yoğunluğunu arttırdığı için, rezonans zinciri sistemlerinin kabarık alt Neptünlerini de koruyabileceği anlamına geldiğini söylüyor.
Gezegenin yoğunluğunu tahmin etmek için iki bilgiye ihtiyaç var.
UNIBE Uzay Araştırmaları ve Gezegen Bilimleri Bölümü profesörlerinden ve keşif ekibinin bir üyesi olan Yann Alibert yaptığı açıklamada, “Bern’de son yirmi yılda geliştirdiğimiz gezegen sistemi oluşumu ve evrimine ilişkin sayısal modeller tam da bu eğilimi yeniden üretiyor: rezonans halindeki gezegenler daha az yoğundur” dedi. “Dahası bu çalışma, çoğu gezegen sisteminin, Ay’ımızı meydana getirene benzer ya da ondan daha şiddetli dev çarpışmalara sahne olduğunu doğruluyor.”
Bir gezegenin yoğunluğunu tahmin etmek için gökbilimcilerin iki bilgiye ihtiyacı var: gezegenin kütlesi ve yarıçapı. Kütle ölçümlerini elde etmek için kullanılan iki yöntem, yalnızca bir gezegen Dünya’daki bakış noktamızdan yıldızının yüzünü geçerse çalışan Transit Zamanlama Değişimi (TTV) ve kütleyi ölçmek için bir gezegenin yıldızına uyguladığı yerçekimsel çekimi kullanan radyal hız yöntemi.
TTV yöntemi, Neptün altı gezegenleri ortaya çıkarabilir.
TTV yöntemi geçiş zamanlamasındaki değişimlerin ölçülmesini içerir. UNIGE Fen Fakültesi Astronomi Bölümü’nden ekip üyesi Jean-Baptiste Delisle yaptığı açıklamada, “Aynı sistemdeki gezegenler arasındaki yerçekimsel etkileşimler, gezegenlerin yıldızlarının önünden geçiş anını biraz değiştirecektir” dedi. “Radyal hız yöntemi ise yıldızın hızında, etrafındaki gezegenin varlığından kaynaklanan değişimlerin ölçülmesini içerir.”
Bilim insanları, TTV yönteminin, radyal hız tekniğiyle ölçülenlerden daha az yoğunluğa sahip Neptün altı gezegenleri ortaya çıkarma eğiliminde olduğunu fark etti.
Büyük ve düşük kütleli gezegenleri tespit etmek için zamana ihtiyaç var.
İstatistiksel bir analiz yapan ekip, radyal hız yönteminin kabarık alt Neptünler gibi büyük ve düşük kütleli gezegenleri tespit etmek için daha fazla zaman gerektirdiğini buldu. Bu da radyal hız kullanılarak yapılan gözlemlerin, bir gezegenin kütlesi tahmin edilmeden önce kesintiye uğrama riskinin daha fazla olduğu anlamına geliyor. Bu durum, radyal hız yöntemiyle karakterize edilen gezegenler için daha yüksek kütleler ve yoğunluklar lehine bir önyargıya neden olurken, daha az yoğun gezegenler dışarıda bırakılıyor.
Daha ileri araştırmalar, TTV yönteminin daha az yoğun dış gezegenleri tespit etme olasılığının daha yüksek olmasının yanı sıra, bu gezegenlerin yoğunluklarının da rezonans sistemlerinde, kütlelerini belirlemek için kullanılan yöntemden bağımsız olarak, rezonans olmayan sistemlerdeki benzerlerinden daha düşük olduğunu gösteriyor.
Kabarık gezegenler ve rezonans gezegen sistemleri arasında bir bağlantı var.
İki farklı alt-Neptün ailesinin varlığının doğrulanması ve kabarık gezegenler ile rezonans gezegen sistemleri arasında bir bağlantı olduğunun keşfedilmesiyle birlikte bilim insanları galaksimizin en yaygın gezegen türünün evrimini anlamak için daha iyi bir konuma geldiler.
Ayrıca yakında güneş sistemimizin neden böyle bir dünyadan yoksun olduğunu da açıklayabilecekler.
Kaynak: space.com
