TOI-1752’nin iki dünyası doğrulandı: Lav kadar sıcak bir süper-Dünya ve ılıman bir alt-Neptün

337 ışık yılı uzaklıktaki TOI-1752 sistemi artık iki doğrulanmış gezegene ev sahipliği yapan bir sistem olarak tanımlanıyor. Bir M1V tipi kırmızı cücenin çevresinde dönen iç gezegen TOI-1752 b, yıldızına son derece yakın yörüngesi nedeniyle aşırı sıcak bir “lav dünyası” adayı. Dış gezegen TOI-1752 c ise daha büyük bir alt-Neptün ve yaklaşık 32,7 günlük yörüngesiyle iyimser yaşanabilir bölge kategorisiyle ilişkilendiriliyor. 9111213

Ancak burada önemli bir ayrım var: “Yaşanabilir bölge” ifadesi, belirli atmosfer koşulları altında yıldızdan alınan enerjinin yüzeyde sıvı suya izin verebileceği uzaklık aralığını anlatır. Bu sınıflandırma, gezegende sıvı su, Dünya benzeri bir yüzey ya da yaşam bulunduğunu göstermez.

Gezegenler nasıl doğrulandı?

NASA’nın Ötegezegen Geçiş Araştırma Uydusu TESS, bir gezegen yıldızının önünden geçerken yıldız ışığında meydana gelen düzenli ve küçük düşüşleri arar. Bu yöntem gezegen adaylarını belirler; ancak bir sinyalin gerçekten gezegenden kaynaklandığını göstermek için ek gözlemler gerekir. Örneğin, tutulma yapan çift yıldızlar da benzer ışık değişimleri oluşturabilir. Farklı renk bantlarında yapılan geçiş fotometrisi, sinyalin gezegenin hedef yıldızın önünden geçmesiyle uyumlu olup olmadığını test etmeye yardımcı olur. 1

Endülüs Astrofizik Enstitüsü (IAA-CSIC) liderliğindeki çalışma, TESS verilerini Dünya’dan yapılan gözlemlerle birleştirdi. Takip çalışmaları arasında Tenerife’deki Teide Gözlemevi’nde bulunan Carlos Sánchez Teleskobu’na kurulu MuSCAT2 cihazıyla gerçekleştirilen çok renkli gözlemler de yer aldı. 1112

Bu ortak analiz, her iki cismin de gezegen olduğunu doğruladı. Yayımlanan araştırma, yakın ve parlak bir kırmızı cücenin önünden geçen TOI-1752 b ile TOI-1752 c’nin yarıçaplarını ve yörünge dönemlerini raporluyor. 13

TOI-1752 b: Bir günden kısa süren “lav dünyası”

TOI-1752 b’nin yarıçapı Dünya’nın yaklaşık 1,69 katı ve gezegen yıldızının etrafındaki bir turunu yaklaşık 0,94 günde tamamlıyor. NASA Ötegezegen Arşivi, bu cismi doğrulanmış bir geçiş yapan gezegen olarak listeliyor. 5

Bu kadar kısa yörünge, gezegenin kırmızı cüce yıldızına olağanüstü yakın olduğunu gösteriyor. Dolayısıyla TOI-1752 b yoğun yıldız ışınımına maruz kalıyor. “Lav dünyası” tanımı da bu aşırı sıcak çevreyi ifade ediyor. Yine de bu ifade, yüzeyde erimiş kayanın doğrudan gözlendiği anlamına gelmiyor; gezegenin yörüngesine ve maruz kaldığı ışınıma dayalı bir modelleme yorumudur. 513

Boyutu nedeniyle TOI-1752 b, yarıçap bakımından süper-Dünya sınıfında değerlendiriliyor. Bu adlandırma, gezegenin yüzey koşullarının Dünya’ya benzediği anlamına gelmez; esas olarak onu daha büyük, Neptün benzeri gezegenlerden ayırır.

TOI-1752 c: Dünya ile Neptün arasında bir alt-Neptün

TOI-1752 c sistemin dış gezegeni. NASA verilerine göre gezegenin kütlesi Dünya’nın 5,86 katı, yarıçapı yaklaşık 0,204 Jüpiter yarıçapı yani yaklaşık 2,29 Dünya yarıçapı. Yıldızından 0,1614 astronomik birim uzaklıkta bulunuyor ve yörüngesini 32,7 günde tamamlıyor. 2

Bilimsel çalışma, yörünge dönemini daha kesin biçimde 32,7144 gün, yarıçapı ise 2,29 Dünya yarıçapı olarak veriyor; bu değerler NASA kataloğuyla uyumlu. 213 Bu ölçüler TOI-1752 c’yi boyut bakımından Dünya ile Neptün arasında konumlandırıyor. Ancak yalnızca yarıçap bilgisi, gezegenin kayalık bir yüzeye mi, kalın ve hidrojen bakımından zengin bir atmosfere mi, yüksek basınçlı su katmanlarına mı yoksa farklı bir iç yapıya mı sahip olduğunu ortaya koyamaz.

Bazı haberlerde gezegenin Dünya’ya benzer miktarda ışınım aldığı ve tahmini denge sıcaklığının yaklaşık 18–20 °C olduğu aktarılıyor. Bu değerler raporlanan tahminler olarak görülmeli; gezegenin yüzeyinin ılıman veya Dünya benzeri olduğunu kanıtlamıyor. 10

“Yaşanabilir bölge” neden tek başına yeterli değil?

Bir gezegen, uygun atmosfer koşulları altında yüzeyinde sıvı su bulunmasına izin verebilecek yıldız uzaklığında yer alıyorsa yaşanabilir bölge kategorisine alınabilir. Fakat bu sınıflandırma, gerekli atmosfer koşullarının gerçekten var olduğunu göstermez.

TOI-1752 c gibi bir alt-Neptün için atmosfer ve iç yapı özellikle önemli. Kalın bir uçucu madde zarfı, gezegenin basınç ve sıcaklıklarını Dünya yüzeyinden tamamen farklı hâle getirebilir. Üstelik bulutlar, atmosferin kimyasal bileşimi, atmosferik dolaşım ve gezegenin katı bir yüzeye sahip olup olmadığı, “yaşanabilirlik” kavramının pratikte ne anlama geleceğini belirler.

Mevcut araştırma kayıtlarında TOI-1752 c için herhangi bir biyolojik imza ya da yaşam kanıtı bulunmuyor. Gezegenin atmosferi olup olmadığını ve varsa neler içerdiğini anlamak için, yıldızın çok daha parlak ışığı içinden gezegen atmosferine ait sinyali ayırabilecek geçiş spektroskopisi gibi ileri gözlemler gerekiyor.

K2-18 b ile benzerlikleri

TOI-1752 c, kırmızı cüce yıldızların çevresinde dönen ve yaklaşık 33 günlük yörüngelere sahip geçiş yapan alt-Neptünler olmaları nedeniyle K2-18 b ile karşılaştırılıyor. NASA Ötegezegen Arşivi, K2-18 b için 32,94 günlük yörünge ve yaklaşık 2,37 Dünya yarıçapı veriyor. 3

Bu karşılaştırma yararlı olsa da iki gezegen aynı kabul edilmemeli. Benzer yörünge dönemleri ve boyutlar; kütlelerin, atmosferlerin, bulut özelliklerinin veya iç bileşimlerin de benzer olduğu anlamına gelmez. TOI-1752 sistemini özellikle ilginç kılan noktalardan biri, aynı yıldızın çevresinde birbirinden çok farklı iki gezegenin bulunması.

Bilim insanları bu sistemden ne öğrenebilir?

İki gezegen son derece farklı yörünge ortamlarında bulunuyor: TOI-1752 b yıldızının çevresindeki turunu bir günden kısa sürede tamamlarken TOI-1752 c’nin bir turu yaklaşık 33 gün sürüyor. Bu ikiliyi birlikte incelemek, gezegenlerin nasıl oluştuğunu ve göç ettiğini, yoğun yıldız ışınımının atmosferleri nasıl aşındırdığını ya da değiştirdiğini ve yarıçapın gezegenin iç yapısıyla nasıl ilişkili olduğunu araştırmaya yardımcı olabilir.

Çalışma, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlandı. 1213 Özellikle TOI-1752 c’nin kütlesi ve atmosferi için yapılacak yeni ölçümler önemli olacak. Bu gözlemler, gezegenin gaz bakımından zengin bir alt-Neptün mü, su bakımından zengin bir dünya mı yoksa orta boyutlu başka bir gezegen türü mü olduğunu aydınlatabilir. Aynı zamanda yalnızca yaşanabilir bölgedeki bir yörüngeden ne kadar sınırlı çıkarım yapılabileceğini de gösterebilir.