Bir yıldızın oluşumundan arta kalan minik toz ve kaya parçacıkları, insanlığın bugüne dek bildiği en tuhaf, en vahşi dünyalardan birinin büyümesine hayat verdi.
Bu, yaklaşık 880 ışık yılı uzaklıkta bulunan ve WASP-121b olarak bilinen dev bir gaz gezegeni. Ana yıldızına o kadar yakın ki, atmosferi buharlaşmış metal bulutlarıyla dolu.
Şimdi yeni gözlemler gösteriyor ki, Samanyolu'nda en çok incelenen bu dünyalardan biri, sistemin henüz oluşum aşamasındayken yıldızın etrafında dönen toz ve kayalardan inşa edilmiş.
Bunun kanıtı mı? Buharlaşmış kaya bulutları, yani silikon monoksit. James Webb Uzay Teleskobu'nu (JWST) kullanan bir gökbilimciler ekibi, bu molekülü gezegenin atmosferinde su, karbon monoksit ve metanın yanı sıra tespit etti.
Araştırma ekibi, "Karbon, oksijen ve silikonun göreceli bolluğu, bu gezegenin nasıl oluştuğu ve malzemesini nasıl edindiği hakkında ipuçları sunuyor" açıklamasını yaptı.
WASP-121b, yaklaşık Jüpiter'in yarıçapının 1,75 katı, ancak kütlesinin sadece 1,16 katı. Kendi ana yıldızının (Güneş'in yarıçapının 1,5 katı büyüklüğünde bir sarı-beyaz yıldız) etrafında sadece 30 saat süren baş döndürücü bir yörüngede dönüyor. Yıldızına o kadar yakın ki, yoğun ısı nedeniyle atmosferi kelimenin tam anlamıyla buharlaşıyor ve şişiyor.
Ana yıldızının etrafında hızla dönerken, WASP-121b bizimle yıldız arasına giriyor. Bu da onu incelemek için mükemmel bir konfigürasyonda kılıyor. Yıldızın ışığının bir kısmı gezegenin şişkin atmosferinden geçerken, oradaki moleküller tarafından değiştiriliyor. Gökbilimciler, bu minik sinyalleri titizlikle inceleyerek değişikliklere hangi moleküllerin neden olduğunu çözebiliyor.
WASP-121b, 'Sıcak Jüpiterler' olarak bilinen gezegen sınıfına giriyor. Bunlar, ana yıldızlarına akıl almaz derecede yakın konumda bulunan dev gaz gezegenleridir. Sıcak Jüpiterler biraz muamma teşkil eder: Bu kadar yakın yörüngelerde oluşamazlar, çünkü yıldızdan gelen radyasyon ve rüzgarlar gazın birikmesini engeller. Önde gelen açıklama, bunların daha uzakta oluşup içeri doğru göç ettiğidir.
Bir dış gezegen atmosferinde silikon monoksitin ilk kez tespit edildiği daha önceki bir çalışmada açıklanmıştı. Silikon monoksit tespiti oldukça zor ve nadir bir moleküldür. Ancak WASP-121b atmosferindeki molekül kombinasyonu, araştırma ekibinin gezegenin doğum yerini anlamasına yardımcı oldu.
Yıldızlar, yoğun moleküler gaz bulutlarından doğar. Döndükçe, malzeme bir disk halinde hizalanır ve büyüyen yıldıza malzeme sağlar. Yıldız, rüzgarlarıyla materyali uzaklaştıracak kadar güçlü hale geldiğinde büyümesi durur ve diskte kalan malzeme, bir araya gelerek gezegenleri oluşturan küçük toz ve buz çakılları şeklinde topaklanır.
Ana yıldıza daha yakın mesafelerde buz gaza dönüşür. Bu, 'buz çizgisi' veya 'kar çizgisi' olarak bilinir ve farklı buzların farklı süblimleşme (katıdan gaza geçiş) noktaları vardır.
Araştırmacılar, WASP-121b atmosferindeki molekül oranlarını inceleyerek, gezegenin ana yıldızından, metanın buhar şeklinde olduğu, ancak su buzunun hala donmuş kaldığı bir mesafede oluştuğu sonucuna vardı.
Güneş Sistemi'mizde bu mesafe, Jüpiter ve Uranüs'ün yörüngeleri arasında bir yere denk gelir. WASP-121b'nin ana yıldızı, Güneş'imizden daha sıcaktır, bu nedenle WASP-121b için bu mesafe daha da büyük olacaktır. Bu da gezegenin mevcut konumuna gelmek için çok uzun bir yol kat etmesi gerektiğini düşündürüyor. Bu bulgu, Sıcak Jüpiterlerin nasıl oluştuğu ve evrimleştiği konusunda şimdiye kadarki en iyi kanıtlardan bazılarını sunuyor.
Ancak başka bir gizem daha var. Metan, gezegenin ana yıldızından kalıcı olarak uzağa bakan gece tarafında tespit edildi. Metan yüksek sıcaklıklarda kararsızdır ve kavurucu gündüz tarafında tespit edilemez. Gece tarafına doğru hareket ettikçe, aynı irtifada tespit edilemez kalması beklenir.
Bu nedenle, WASP-121b'nin gece tarafı atmosferinin üst kısımlarındaki bol miktarda metan varlığı, bazı ilginç atmosferik süreçlerin devam ettiğini düşündürüyor. Araştırmacılar, bunun 'dikey karışım' olduğunu düşünüyor; atmosferin derinliklerinden üst atmosfere metanı taşıyan güçlü yukarı yönlü akımlar, böylece JWST tarafından tespit edilebilir hale geliyor.
Araştırmacılar, "Bu durum, dış gezegen dinamik modellerine meydan okuyor ve gece tarafında ortaya çıkardığımız güçlü dikey karışımı yeniden üretmek için muhtemelen uyarlanmaları gerekecek" dedi.
Bugüne kadar teyit edilen yaklaşık 6.000 dış gezegenin çoğundan daha fazla WASP-121b'ye baktık, ancak bu tuhaf, eriyen dünya, Samanyolu'ndaki gezegenler hakkında bize hala öğretecek çok şeyi olduğunu gösteriyor.
Araştırma sonuçları saygın bir bilim dergisinde yayımlandı.
