Dünya’dan yaklaşık 116 ışık yılı uzaklıkta bulunan LHS 1903 adlı yıldız sisteminde keşfedilen dört gezegen, gezegen oluşumuna dair onlarca yıldır kabul gören şemayı zorluyor. Sistemde en içte kayalık bir gezegen, onun ardından iki gaz ağırlıklı gezegen ve en dışta yeniden kayalık bir gezegen bulunuyor. Bu “iç-dış tersine” dizilim, hem Güneş Sistemi’ne hem de galakside sık gözlenen örüntüye aykırı.
LHS 1903, evrende en yaygın yıldız türü olan bir kırmızı cüce. Bu tür yıldızlar, düşük kütleli ve görece soğuk olmalarına rağmen gezegen sistemleri açısından oldukça verimli. Ancak bu sistemdeki sıra dışı yapı, kırmızı cüceler etrafındaki gezegen oluşumunun sanılandan daha karmaşık olabileceğini düşündürüyor.
Yerleşik model ne diyor?
Gezegen oluşumuna dair standart modele göre, genç bir yıldızın etrafındaki gaz ve toz diski içinde sıcaklık yıldızdan uzaklaştıkça düşer. Yıldıza yakın bölgelerde yüksek sıcaklık nedeniyle su ve karbondioksit gibi uçucu maddeler buharlaşır; yalnızca demir ve kaya oluşturan mineraller gibi yüksek ısıya dayanıklı maddeler katılaşabilir. Bu nedenle iç bölgelerde oluşan gezegenler kayalık yapıdadır.
Yıldızdan daha uzakta, “kar çizgisi” olarak adlandırılan sınırın ötesinde sıcaklık düşer ve su ile diğer uçucu bileşikler buz hâline geçer. Bu durum gezegen çekirdeklerinin daha hızlı büyümesine olanak tanır. Kütle Dünya’nın yaklaşık 10 katına ulaştığında, çekirdek güçlü yerçekimi sayesinde büyük miktarda hidrojen ve helyum toplar; sonuçta Jüpiter ve Satürn gibi gaz devleri oluşur.
Güneş Sistemi’nde kayalık gezegenlerin (Merkür, Venüs, Dünya, Mars) Güneş’e yakın; gaz devlerinin (Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün) ise daha uzakta yer alması bu modelle uyumludur.
LHS 1903’te tablo farklı
Warwick Üniversitesi’nden Thomas Wilson liderliğindeki ekip tarafından Science dergisinde yayımlanan çalışmaya göre LHS 1903 sisteminde en dıştaki gezegen, Dünya’nın yaklaşık 1,7 katı yarıçapa sahip bir “süper Dünya”. Yoğunluğu ve bileşimi kayalık karaktere işaret ediyor.
Sorun şu: Bu gezegen, iki gaz zengini gezegenin ötesinde yer alıyor. Yani klasik modele göre gaz devlerinin ötesinde kayalık bir gezegenin bulunması beklenmez.
“Gezegen oluşumu paradigması, yıldızlara çok yakın kayalık iç gezegenler olmasıdır,” diyor Wilson. “Gaz zengini gezegenlerin ötesinde kayalık bir gezegen gördüğümüz ilk örnekle karşı karşıyayız.”
Keşif süreci
Sistem ilk olarak NASA’nın 2018’de fırlattığı Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tarafından tespit edildi. TESS, yıldızların önünden geçen gezegenlerin yarattığı parlaklık düşüşlerini ölçerek yeni ötegezegenler keşfediyor.
Ardından ESA’nın 2019’da fırlattığı CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops) uydusu sistemi daha ayrıntılı inceledi. Dünya genelindeki çeşitli teleskoplardan elde edilen verilerle uluslararası bir analiz yürütüldü.
Araştırmacılar önce iki alternatif senaryoyu test etti: Dış gezegenin başka gezegenlerle çarpışma sonucu oluşmuş olabileceği ya da başlangıçta gaz zengini bir gezegen olup atmosferini kaybetmiş olabileceği. Ancak yapılan dinamik modellemeler bu ihtimalleri desteklemedi.
'Gazdan yoksun' oluşum hipotezi
Ekip sonunda farklı bir oluşum mekanizması önerdi: Gezegenler Güneş Sistemi’ndekinin tersine, içten dışa doğru ve art arda oluşmuş olabilir.
Bu modele göre en dıştaki kayalık gezegen, içteki gezegenlerden milyonlarca yıl sonra oluştu. O sırada yıldızın çevresindeki gaz ve toz diskinin büyük bölümü dağılmıştı. Gazın azaldığı bir ortamda oluşan gezegen, hidrojen ve helyum toplayamadı; dolayısıyla kayalık yapıda kaldı.
Güneş Sistemi’nde ise gaz devlerinin erken ve hızlı oluştuğu; kayalık iç gezegenlerin daha sonra ortaya çıktığı düşünülüyor. Neptün’ün ötesinde Plüton gibi kayalık cisimler bulunsa da bunlar küçük, buz zengini ve muhtemelen çarpışmalar sonucu daha geç dönemde oluşmuş yapılar.
Tartışmalı ama heyecan verici
MIT’den Sara Seager’a göre bu bulgu, galaksimizde en yaygın yıldız türü olan kırmızı cüceler etrafındaki gezegen oluşumuna dair “senaryoyu tersine çeviren” ilk kanıtlardan biri olabilir. Ancak yorumun zor olduğunu ve bilimsel tartışmanın açık kaldığını vurguluyor.
Caltech’ten Heather Knutson, özellikle LHS 1903 e’nin dikkat çekici olduğunu belirtiyor. Gezegen, farklı türlerde atmosferlere sahip olabilir ve sıcaklığı suyun yoğunlaşmasına izin verecek düzeyde olabilir. Bu nedenle James Webb Space Telescope ile yapılacak gözlemler, atmosfer yapısına dair kritik bilgiler sağlayabilir.
MIT Kavli Enstitüsü’nden Ana Glidden, sistemin küçük yıldızlar etrafında küçük gezegenlerin nasıl oluştuğunu incelemek için doğal bir laboratuvar işlevi görebileceğini söylüyor.
Ancak Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden Néstor Espinoza’ya göre gezegen oluşumu son derece karmaşık bir süreç. Küçük yıldızların çevresindeki mekanizmalar hâlâ tartışmalı ve LHS 1903 sistemi, modellerin yıllarca açıklamaya çalışacağı önemli bir veri noktası sunuyor.
Sonuç: Model değişebilir mi?
LHS 1903 sistemi, gezegen oluşumuna dair yerleşik şemayı doğrudan çürütmüyor; ancak onun evrensel olmadığını gösteriyor olabilir. Eğer “gazdan yoksun” geç oluşum hipotezi doğrulanırsa, kırmızı cüceler etrafındaki gezegen sistemlerinin çeşitliliği sandığımızdan çok daha fazla olabilir.
Bu keşif, evrende en yaygın yıldız türü etrafındaki gezegenlerin nasıl inşa edildiğine dair anlayışımızı yeniden şekillendirebilir. Ancak kesin yanıt için daha fazla gözlem, daha ayrıntılı atmosfer analizi ve yeni nesil modellemeler gerekecek.
Kaynak: Gazete Oksijen
