USRA Bilim Adamı, Senkronize Altı Gezegenli Sistemin Nadir Keşfini Doğrulayarak Önemli Verilerin Kilidini Açıyor

Chicago Üniversitesi'nden Rafael Luque liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, merkezi yıldızlarının etrafında ritmik bir vuruşla dönen altı gezegenden oluşan bir sistem keşfetti; bu, gezegen oluşumuna dair derin bir anlayış sunabilecek "senkronize" yerçekimi kilit adımının nadir bir örneğidir. Üniversiteler Uzay Araştırmaları Derneği Kıdemli Bilim Adamı David Rapetti makalenin ortak yazarıydı ve bulgular 29 Kasım 2023'te Nature dergisinde yayınlandı.

Araştırmacılar, Güneşimizden daha küçük ve daha soğuk bir yıldızın gerçekten nadir bir gezegen ailesine ev sahipliği yaptığını buldu: İki, üç veya dört adımlı bir ritimle hareket eden altı "Neptün altı". HD 110067 sistemindeki gezegenler, yıldızın etrafında kesin bir yörünge düzeninde dönmektedir. Yıldıza en yakın gezegen 3 tam dönüş yaparken, ikincisi aynı sürede tam 2 tur atar. Buna 3/2 rezonans denir. Şu ana kadar keşfedilen 5500'den fazla dış gezegen arasında, bir yıldızın etrafında dönen birkaç gezegenin keşfedilmesi alışılmadık bir durum değil. Bununla birlikte, rezonansların altı gezegenden oluşan uzun bir zincire yayıldığı dış gezegenlere sahip güneş sistemleri bulmak çok nadirdir; bu durumda en içteki dört gezegen için 3/2 rezonans ve en dıştaki iki gezegen için 4/3 rezonans vardır.

Başlangıçta, bilim adamları altı gezegenin hepsinin rezonansta olup olmadığını bulma arayışı içindeydiler. Önce üç iç gezegenin yörüngelerinin 3/2 rezonans sergilediğini belirlediler, ardından dördüncüsü için de aynısını buldular. İki dış gezegenin her biri için bir tane olmak üzere iki geçiş daha (yıldızın görünen parlaklığında, önünden geçen gezegenler nedeniyle küçük düşüşler) görüldü, ancak bunların yörüngeleri ölçülmedi çünkü bunlar tek gözlemlerdi.

Bilim adamları olası yörüngelerin listesini gözden geçirdiler ve iki ek dış gezegenin tüm sistem boyunca beklenen rezonans zincirine uyup uymayacağını bilmek istediler. Ancak NASA'nın Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tarafından yapılan ve iki dış gezegenin tahmin edilen yörüngelerini doğrulama şansına sahip olan gözlemlerin önemli bir kısmı, Dünya ve Ay'dan saçılan aşırı ışık nedeniyle kaldırılmak zorunda kaldı.

Ekip, TESS Bilim İşleme Operasyonları Merkezi'nin bir üyesi olarak ilgili kodu geliştiren, NASA'nın Ames Araştırma Merkezi'ndeki Üniversiteler Uzay Araştırmaları Derneği Kıdemli Bilim Adamı David Rapetti'ye ulaştı. Kod, atılan verilerdeki gizli geçişleri bulmak amacıyla dağınık ışığı ortadan kaldırmak için diğer yöntemlerin kullanılmasına olanak tanıyacak. Rapetti'nin kodu, altı gezegenli rezonans zincirini doğrulayarak araştırma ekibinin bu keşfi tamamlamasını sağlayan oyun değiştirici oldu.

Kod, değerli TESS verilerini kirleten dağınık ışık gibi araçsal ve çevresel etkileri düzeltmek için alternatif teknikleri uygular ve optimize eder. Rapetti yeni kodunu TESS verilerine uyguladığında, en içteki gezegen için ek bir geçiş ve en önemlisi, iki dış gezegenin her biri için bir tane olmak üzere iki geçiş daha, tam olarak Luque liderliğindeki ekibin tahmin ettiği yerde bulundu. Rapetti, "Rezonans zincirini tamamlamak için gereken kalan beklenen geçişleri ortaya çıkarabilmek heyecan verici; bu, bir yapbozun eksik parçalarını bulmak gibi" dedi.

Bu keşfin önemi, esas olarak bir milyar yıldan fazla bir süre önce oluşumundan bu yana rezonans yörüngesinde dönen altı gezegeni büyük ölçüde koruyan, örneğin geçen bir yıldızla yakın bir karşılaşma veya bir yıldızla yakın bir karşılaşma tarafından rahatsız edilmeyen, bozulmamış bir sistemin son derece nadir bulunmasında yatmaktadır. Bu, bu sistemi gezegen oluşumu ve evrimi çalışmaları için kritik öneme sahip kılmaktadır. Buna ek olarak, yıldızın parlaklığı ve Neptün'ün altındaki büyüklükteki gezegenlerde genişlemiş atmosferlerin varlığı, bu altı gezegeni James Webb Uzay Teleskobu kullanılarak atmosferlerinin bileşimini gözlemlemek için ideal adaylar haline getiriyor.

Resim: Thibaut Roger/NCCR PlanetS, CC BY-NC-SA 4.0: İki komşu gezegen arasındaki bağlantının yörüngeleri boyunca düzenli zaman aralıklarında izlenmesi, her çifte özgü bir model oluşturur. HD110067 sisteminin altı gezegeni, rezonans zincirleri nedeniyle birlikte büyüleyici bir geometrik desen oluşturur.

Kaynak

USRA hakkında

ABD Hükümeti'nin talebi üzerine Ulusal Bilimler Akademisi'nin himayesi altında 1969 yılında kurulan Üniversiteler Uzay Araştırmaları Birliği (USRA), uzayla ilgili bilim, teknoloji ve mühendisliği geliştirmek için kurulmuş, kar amacı gütmeyen bir kuruluştur. USRA, bilimsel enstitüleri ve tesisleri işletmektedir ve diğer önemli araştırma ve eğitim programlarını yürütmektedir. USRA, üniversite topluluğunun katılımını sağlar ve kurum içi bilimsel liderliği, yenilikçi araştırma ve geliştirmeyi ve proje yönetimi uzmanlığını kullanır.