James Webb Teleskobu, Ultra Sıcak Kayalık Ötegezegen TOI-561 b'nin Yoğun Atmosferini Ortaya Çıkardı

James Webb Uzay Teleskobu (JWST), kayalık yapılı TOI-561 b ötegezegeninin önemli bir atmosfere sahip olduğuna dair en güçlü kanıtları sundu. Bu gözlem, yıldızlarına bu denli yakın yörüngede dönen küçük gezegenlerin, yoğun yıldız radyasyonu nedeniyle gaz kabuklarını koruyamayacağı yönündeki yerleşik görüşleri sorgulatıyor.

Ultra sıcak bir süper Dünya olarak sınıflandırılan TOI-561 b, ilk olarak 2020 yılında keşfedilmişti. Yaklaşık 10 milyar yıl önce oluştuğu tahmin edilen bu gezegen, bilinen en eski gezegenler arasında yer alıyor. Gezegenin yarıçapı Dünya'nın yaklaşık 1,4 katıdır ve yıldızının etrafındaki bir tam turu 11 saatten kısa bir sürede tamamlayarak, ultra kısa yörünge periyoduna (USP) sahip nadir ötegezegenler arasına giriyor. TOI-561 b, Güneş'ten iki ila üç kat daha yaşlı olan turuncu bir cüce yıldızın etrafında son derece yakın bir mesafede dönüyor. Bu yakınlık, gezegenin bir yüzünün sürekli olarak yıldıza dönük kaldığı gelgit kilitlenmesine yol açıyor.

Carnegie Bilim Enstitüsü Dünya ve Gezegenler Laboratuvarı'ndan Johanna Teske liderliğindeki araştırma ekibi, JWST'nin NIRSpec spektrografını kullanarak gezegenin gündüz tarafının sıcaklığını yakın kızılötesi parlaklığı üzerinden ölçtü. Eğer TOI-561 b çıplak bir kaya olsaydı, gündüz tarafı sıcaklığının yaklaşık 2700 °C (4900 °F) olması bekleniyordu. Ancak Mayıs 2024'te gerçekleştirilen gözlemler, sıcaklığın çok daha düşük, yalnızca 1800 °C (3200 °F) olduğunu ortaya koydu. Bu beklenmedik düşük ısı farkı, en iyi ihtimalle ısıyı yeniden dağıtan önemli ve uçucu maddelerce zengin bir gaz kabuğunun varlığıyla açıklanabilir.

Groningen Üniversitesi'nden ortak yazar Tim Lichtenberg, gezegenin Dünya'dan daha fazla uçucu madde içeren, sanki 'ıslak bir lav topuna' benzediğini öne sürdü. Bu özellik, yani anormal derecede düşük yoğunluk, sadece iç bileşimle, örneğin küçük bir demir çekirdek ve daha az yoğun silikatlardan oluşan bir manto ile açıklanamıyor. TOI-561 yıldızı metal açısından fakirdir; bu da gezegenin Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerden farklı bir kimyasal ortamda oluştuğunu gösteriyor. Bilim insanları, bu bileşimin, Evren'in nispeten genç olduğu dönemlerde oluşan gezegenler için temsili olabileceğini düşünüyor.

Birmingham Üniversitesi'nden Dr. Anjali Piette'e göre, gözlemlenen her şeyi açıklamak için bir atmosferin varlığı şarttır, çünkü güçlü rüzgarlar ısıyı gece tarafına taşıyabilir. Araştırmacılar, gazların salındığı ve emildiği, magmatik okyanus ile atmosfer arasında bir denge olduğunu varsayıyorlar. Araştırmacılar, ısı sirkülasyon haritasını çıkarmak ve atmosfer bileşimini kesinleştirmek amacıyla JWST'nin 37 saatten fazla gözlem verisini kullanmayı planlıyor. Çalışmanın sonuçları The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı. Çalışmanın ortak yazarlarından Nicole Wallack, bu keşfin ultra kısa yörünge periyoduna sahip gezegenlere dair yerleşik fikirleri 'ters yüz ettiğini' belirtti.