Çeşitli kurumlardan 170’den fazla astronomun katılımıyla yürütülen yeni bir çalışmada, astronominin en güvenilir kurallarından birine ters düşen bir keşif yapıldı. “LHS 1903” adı verilen küçük ve sönük bir kırmızı yıldızın etrafında dönen sistem keşfedildi. LHS 1903, Güneş’imizden daha küçük ve çok daha az parlak, soğuk bir M-cüce yıldız.
Uzay ve yer tabanlı teleskopların birlikte kullanılmasıyla, araştırmacılar bu yıldızın çevresinde dolanan dört gezegen tespit etti. En içteki üç gezegen, başlangıçta Samanyolu’nda sıkça görülen tanıdık bir düzene uyuyor gibi görünüyordu; yıldıza en yakın kayalık bir gezegenken, onu takip eden iki gezegen gaz devi özellikler gösteriyordu. Ancak araştırmacılar, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) CHEOPS (Characterizing Exoplanet Satellite) uydusunu kullanarak daha dışta yer alan dördüncü gezegeni yakından incelediklerinde mevcut teorilere ters düşen bir bulguyla karşılaştı.
Gaz devlerinden daha uzakta bulunmasına rağmen, en dıştaki gezegenin küçük ve yoğun, muhtemelen Venüs’e benzer şekilde kayalık olduğu anlaşıldı. Bu da sistemin dizilişinin, kayalık–gaz–gaz–kayalık şeklinde güncellenmesine yol açtı. Çalışmaya göre bu dizilim, sıra dışı ve son derece nadiren gözlemlenebiliyor.
Çalışmanın başyazarı, Warwick Üniversitesinden Fizik Profesörü Thomas Wilson, “Bu garip düzensizlik, sistemi benzersiz bir içten dışa sistem yapıyor. Kayalık gezegenler genellikle kendi yıldızlarından bu kadar uzakta, gaz dünyalarının dışında oluşmaz.” ifadesini kullandı.
LHS 1903 neden sıra dışı kabul ediliyor?
Dünya’nın içinde bulunduğu Güneş Sistemimiz de dahil çoğu sistemde kayalık gezegenler yıldıza yakın konumlanırken, gaz devleri daha uzaklarda oluşur. Geleneksel modellere göre; genç yıldızların çevresi çok sıcak olur. Bu bölgede hidrojen ve helyum gibi hafif gazlar tutunamaz. Yüksek sıcaklık, uçucu maddeleri (su, metan, amonyak) buharlaştırır. Geriye yalnızca yüksek erime sıcaklığına sahip ağır elementler (demir, silikatlar vb.) kalır. Bu nedenle iç bölgelerde oluşan gezegenler küçük, yoğun ve kayalık olur. Örneğin Güneş Sistemi’nde Merkür, Venüs, Dünya ve Mars gibi.
Öte yandan, yıldızdan uzaklaştıkça sıcaklık düşer. Böylece, su ve diğer uçucu maddeler buz halinde yoğunlaşabilir. Katı madde miktarı artar, çekirdekler daha hızlı büyür. Çekirdek yeterince büyüdüğünde çevredeki hidrojen ve helyumu çekip kalın atmosfer oluşturabilir. Sonucunda gaz devleri ortaya çıkar. Güneş Sistemi’nde Jüpiter ve Satürn bunun klasik örnekleri olarak kabul ediliyor.
LHS 1903’ün etrafındaki yeni tanımlanan dış gezegen, mevcut teoriye meydan okuyor. Araştırma ekibi, gezegenlerin zamanla yer değiştirmiş olabileceği ya da dıştaki kayalık gezegenin bir çarpışma sonucu atmosferini kaybetmiş olabileceği ihtimallerini değerlendirse de çalışmanın ilerleyen süreçlerinde bu senaryolar elendi. Bunun yerine, dört gezegenin “içten dışa gezegen oluşumu” olarak bilinen bir süreçle art arda oluşmuş olabileceğine dair kanıtlar elde edildi.
“İçten dışa gezegen oluşumu” olarak tanımlanan bu senaryoya göre gezegenler, yıldıza en yakın noktadan başlayarak teker teker oluşuyor. Her yeni oluşan gezegen, çevresindeki toz ve gazı süpürerek farklı bir ortamda evriliyor ve dış bölgelerde gaz devlerinin oluşması için gerekli malzemeyi azaltabiliyor. Dördüncü gezegen oluştuğunda sistemde gaz neredeyse tükenmiş oluyor; bu da geriye küçük, kayalık bir gezegenin kalmasıyla sonuçlanabiliyor.
Thomas Wilson, “Bu son dış gezegen oluştuğunda, sistem gezegen oluşumu için hayati kabul edilen gazı tüketmiş olabilir. Yine de burada beklentilere meydan okuyan küçük, kayalık bir gezegen var. Görünüşe göre gaz bakımından fakir bir ortamda oluşmuş bir gezegen için ilk kanıtı bulmuş olabiliriz.” dedi.
Keşif, gezegen sistemlerinin daha önce düşünülenden çok daha çeşitli biçimlerde gelişebileceğini gösteriyor. Bulgular, Science dergisinde yayınlandı.
Kaynaklar: Science, Warwick Üniversitesi, ESA