Genç yıldızların etrafında gaz ve tozdan oluşan devasa diskler, yani gezegen oluşumunun ana sahnesi olan ön gezegen diskleri bulunur. Gezegenler işte bu disklerde hayat bulur.
Ancak bu diskler sonsuza dek kalmazlar. Zamanla, yıldızın güçlü enerji çıktısı, diski ışıkla buharlaşma (fotoevaporasyon) yoluyla dağıtır, malzemeler gezegenlere dönüşür ve gezegen oluşum süreci sona erer.
Tüm genç yıldızların ön gezegen disklerine sahip olması beklenir ve bu tozlu ortamlar, genç gezegenlerin oluşumunu doğrudan gözlemlemeyi oldukça zorlaştırır.
Gökbilimciler yakın zamanda, her biri ayrı diske sahip ikili bir yıldız sistemini gözlemledi. Bu sistemdeki birincil yıldız, tozlu ön gezegen diskini çoktan temizlemişken, yoldaşı henüz temizlememişti. Birincil yıldızın etrafındaki perdeleyici tozu kaldırmış olması, onu gezegenlerin doğrudan görüntülenmesi için mükemmel bir hedef haline getirdi.
Yapılan araştırma, birincil yıldızın etrafında Güneş Sistemi ölçeğinde yörüngede dönen genç, dev bir gezegenin doğrudan görüntülenmesiyle sonuçlandı. Bu çığır açıcı çalışma, bilim dünyasında büyük yankı uyandırdı.
HD 135344 AB olarak adlandırılan bu ikili yıldız sistemi, Dünya'dan yaklaşık 440 ışık yılı uzaklıkta yer alıyor. Hem A hem de B, genç yıldızlar olup, birbirleri etrafında geniş bir yörüngede dönüyorlar. Bu durum, ön gezegen disklerinin ayrı ayrı evrimleştiğini gösteriyor. Birincil yıldız A tipi bir ana dizi yıldızı iken, ikincil yıldız F tipi bir ana dizi yıldızıdır.
Bu ikili sistemin en kritik yönü, birincil yıldızın ön gezegen diskini temizlemiş olması, ikincil yıldızın ise henüz temizlememiş olmasıdır.
İkincil yıldız, onlarca yıldır inceleniyor çünkü hala gezegenler oluşturuyor. Gözlemler, diskte merkezi bir boşluk, sarmal kollar ve değişken gölgelenme gibi özellikler ortaya koydu. Tüm bu özellikler, herhangi bir gezegenin kalın toz tarafından gözlemlerden korunmasına rağmen, gezegen-disk etkileşimlerini düşündürüyor.
Diğer yandan, birincil yıldızın diski yok gibi görünüyor ve bu durum daha önce pek dikkat çekmemişti. Ancak, bu toz eksikliği, onu ötegezegen arayışı için öne çıkan bir konum haline getiriyor.
Yeni araştırmada ekip, Çok Büyük Teleskop (VLT) ve onun SPHERE ötegezegen enstrümanını kullanarak birincil yıldız HD 135344 A'nın yörüngesindeki bir gezegeni doğrudan görüntüledi. Bu tespiti yapmak, güçlü enstrümanlarla dört yıllık özverili gözlemler gerektirdi.
Araştırmacılar, yıldız A'nın daha önce hiç incelenmediğini, çünkü bir diske sahip olmadığını belirttiler. Ekip, 'Bu yıldızın zaten bir gezegen oluşturup oluşturmadığını merak ettik' diyerek başladıkları bu arayışın, dört yıllık dikkatli ölçümler ve biraz da şans sayesinde olumlu sonuçlandığını ifade etti.
HD 135344 Ab, yaklaşık 10 Jüpiter kütlesine sahip genç bir gezegen. Yıldızından 15-20 astronomik birim uzaklıkta yörüngede dönüyor ve spektral tipi orta-L, yani bir kahverengi cüce ile gaz devi arasında bir köprü oluşturuyor. En fazla 12 milyon yaşında olması, onu doğrudan görüntülenen en genç gezegenlerden biri yapıyor.
Birincil yıldızın gezegen oluşumunu durdurmuş olması, ikincil yıldızın ise hala gezegen oluşturması, ikili yıldızların farklı gezegen oluşumu ve ön gezegen diski ömürlerine sahip olabileceğini gösteriyor.
Gezegeni ilk tespit ettiklerinde, onun bir gezegen mi yoksa bir yıldız mı olduğu belirsizdi. Ancak VLT, güçlü ve esnek bir teleskop. Dört ayrı ancak özdeş teleskoptan oluşuyor ve bir interferometre olarak kullanılabilir; ayrıca bağımsız olarak konumlandırılabilen dört küçük yardımcı teleskopa da sahiptir.
Bu sayede VLT ve SPHERE, gezegenin konumunu son derece hassas bir şekilde haritalayabildi. Zamanla, yıldızın ve şüpheli gezegenin birlikte hareket ettiğini gördüler ve bu, onun bir gezegen olduğunu doğruladı.
Ötegezegenleri gözlemlemek ve görüntülemek son derece zor bir görevdir. Çoğu ötegezegen keşfi, gözlemsel verilerden çıkarılır ve verilerin yorumları olan sanatçı çizimleriyle sunulur. HD 135344 Ab'nin görüntüleri gezegensel ayrıntı göstermese de, bunlar temsili değil, doğrudan görüntülerdir.
Araştırmacılar, gezegenin muhtemelen güneş sisteminin kar çizgisinin yakınında oluştuğunu belirtiyorlar. Bilim insanları, bunun dev gezegen oluşumu için önemli bir bölge olduğunu düşünüyor.
Bu bölgede farklı malzemeler mevcuttur çünkü su, amonyak ve metan gibi uçucu maddeler, gaz yerine katı halde bulunurlar. Mevcut katı yüzeylere olan toplu destek, toz taneciklerinin birbirine yapışmasını ve sonunda gezegenlere dönüşmesini kolaylaştırır.
Gezegenin bir arka plan yıldızı olmadığını belirlemek zordu, bu da ötegezegenlerin doğrudan görüntülenmesini engelleyen bir durum. Astrometrik veriler bu konuda büyük rol oynuyor.
Araştırmacılar, bu çalışmanın ayrıca, durağan olmayan arka plan yıldızları bölgesinde yörünge hareketini arka plan hareketinden tamamen ayırmak için yüksek hassasiyetli astrometrik ölçümlerin önemini vurguladığını açıklıyorlar.
Ancak aynı zamanda biraz da şanslı bir zamanlama söz konusuydu. Araştırmacılar sonuçlarında, 'HD 135344 Ab'nin keşfinde önemli ölçüde şans etkili oldu, çünkü gezegeni eğimli yörüngesi boyunca uygun bir ayrım konumunda yakaladık' diye yazıyorlar.
'Önümüzdeki 10 ila 20 yıl içinde, yıldızıyla olan açısal ayrım azalacak, bu da gezegenin yörüngesinin büyük bir kısmı için SPHERE ile keşfedilemeyeceği anlamına geliyordu.'
Doğrudan görüntüleme araştırmaları, bu tür dev gezegenlerin 20 AU veya daha büyük mesafelerde nadir olduğunu gösteriyor. Bu gezegenlerin daha kısa mesafelerde tespitinin, Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) Gaia astrometrik görevinin dördüncü veri setini 2026'da yayınlamasıyla artması bekleniyor. Bu veriler, daha fazla ötegezegeni doğrudan görüntüleme arayışına rehberlik edecektir.
Araştırmacılar, 'Gaia DR4, yıldız oluşum bölgelerinde benzer yakın dev gezegenlere dair ipuçları ortaya çıkarabilir, bu da doğrudan görüntüleme aramalarına ve işlem sonrası algoritmalara rehberlik edecektir' diye açıklıyorlar.
Yazarlar, 'HD 135344 Ab, kar çizgisinin yakınında oluşmuş olabilecek bir dev gezegen popülasyonunun parçası olabilir' diye belirtiyorlar.
'Bu nesneleri tespit etmek zor olmaya devam etti çünkü çoğu araştırma ve gözlem stratejisi bu kadar küçük ayrımlar için optimize edilmedi.'
Bu tür genç dev gezegenlerden oluşan bir popülasyon varsa, ötegezegen bilimciler onları bulmayı çok isterler. Onlardan dev gezegen oluşumu hakkında çok şey öğrenebilirler. Onları tespit ettiklerinde, bir sonraki adım onları daha ayrıntılı incelemektir.
2029'da ilk ışığı görmesi beklenen gelecek Aşırı Büyük Teleskop, bunu yapacak güce sahip olacak. Bu, bu gezegenler, bileşimleri ve nasıl oluştukları hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkaracaktır.
