Bugün öğrendim ki: HD 189733 gezegeninde saatte 8.700 km (5.400 mil) hıza ulaşan rüzgarlar ölçüldü
Vulpecula takımyıldızında bulunan sıcak Jüpiter tipi ötegezegen
HD 189733 bKeşif[1]Keşfi yapanBouchy vd.Keşif yeriHaute-Provence GözlemeviKeşif tarihi5 Ekim 2005Doppler spektroskopisi
GeçişYörünge özellikleri[2]0.03100 ± 0.0006 AU (4.638.000 ± 90.000 km)Dış merkezlilik<0.0039 2.218575200(77) g
53.2458048 s
Ortalama yörünge hızı
152.0 km/sEğim 85.580°±0.060°Yarı-genlik 201.3±1.6 m/sYıldızHD 189733 Fiziksel özellikler[2] 1.138±0.027 RJKütle 1.123±0.045 MJ
Ortalama yoğunluk
0.943+0.081
−0.072 g/cm3 21.5 m/s2 (2.2 g)Albedo 0.40±0.12 (290–450 nm)[3]
<0.12 (450–570 nm)[3]
0.076±0.016 (geometrik)[4]Sıcaklık 1.192±9 K (919 °C; 1.686 °F)[5]
1.490±68 K (1.220 °C; 2.220 °F)[6]
HD 189733 b, Güneş Sistemi'nden yaklaşık 64,5 ışık yılı (19,8 parsek) uzaklıkta[7] Vulpecula takımyıldızında bulunan bir ötegezegendir. Fransa'daki gökbilimciler, 5 Ekim 2005'te gezegeni yıldızın önünden geçerken gözlemleyerek, yıldızın HD 189733'ün yörüngesinde döndüğünü keşfettiler.[1] Jüpiter'den %11,2 daha büyük bir kütleye ve %11,4 daha büyük bir yarıçapa sahip olan HD 189733 b, ev sahibi yıldızının etrafında her 2,2 günde bir 152,0 kilometre saniyelik (152.000 metre saniye; 340.000 mil saat) bir yörünge hızında döner, bu da onu dünya dışı yaşam için kötü bir olasılığa sahip sıcak bir Jüpiter yapar.[2]
Dünya'ya en yakın geçiş yapan sıcak Jüpiter olan HD 189733 b, atmosferik gözlemlerin yoğun olarak yapıldığı bir konudur. Bilim insanları, hem yerden hem de uzaydan hem yüksek hem de düşük çözünürlüklü aletlerle bunu incelemişlerdir.[8] Araştırmacılar, gezegenin havasının eriyen cam yağmuru içerdiğini bulmuşlardır. HD 189733 b ayrıca, termal haritasının oluşturulan[9][10], muhtemelen polarimetri yoluyla tespit edilebilecek[11], genel renginin belirlendiği (koyu mavi)[11][3], geçişinin X-ışını spektrumunda görüldüğü ve atmosferinde karbondioksit olduğu doğrulanan ilk ötegezegendir.
Temmuz 2014'te NASA, Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde dönen üç ötegezende (HD 189733 b, HD 209458 b ve WASP-12b) çok kuru atmosferler keşfedildiğini duyurdu.[12]
Tespit ve keşif
[değiştir]
Geçiş ve Doppler spektroskopisi
[değiştir]
6 Ekim 2005'te bir gökbilimci ekibi, geçiş yapan gezegen HD 189733 b'nin keşfini duyurdu. Gezegen daha sonra Doppler spektroskopisi kullanılarak tespit edildi. Gerçek zamanlı radyal hız ölçümleri, gezegenin yıldızın önünden geçmesinden kaynaklanan Rossiter-McLaughlin etkisini tespit etti, ardından fotometrik ölçümler gezegenin geçiş yaptığını doğruladı.[1] 2006'da Drake Deming liderliğindeki bir ekip, geçiş yapan ötegezegen HD 189733 b'den gelen güçlü kızılötesi termal emisyonu, belirgin ikincil tutulması sırasında (gezegen yıldızın arkasına geçtiğinde) toplam ışığın azalmasını (azalmasını) ölçerek tespit etti.
Gezegenin kütlesinin Jüpiter'in kütlesinden %16 daha büyük olduğu tahmin ediliyor, gezegen her 2,2 günde bir ev sahibi yıldızının etrafında bir yörünge tamamlıyor ve 152,5 kilometre saniyelik (341.000 mil saat) bir yörünge hızına sahip.
Kızılötesi spektrum
[değiştir]
21 Şubat 2007'de NASA, Spitzer Uzay Teleskobu'nun hem HD 189733 b hem de HD 209458 b'den ayrıntılı spektrumlar ölçtüğü haberini duyurdu.[13] Yayın, diğer ötegezegen HD 209458 b'nin spektroskopik gözlemine ilişkin ilk yayını içeren yeni bir Nature sayısının kamuya açıklanmasıyla eş zamanlı olarak gerçekleşti. Bir makale gönderildi ve Astrophysical Journal Letters tarafından yayınlandı. HD 189733 b'nin spektroskopik gözlemleri, NASA'nın Spitzer Bilim Merkezi'nden Carl Grillmair tarafından yönetildi.
Görünür renk
[değiştir]
2008'de bir grup astrofizikçi, gezegenin polarimetri kullanarak görünür ışığını tespit etmiş ve izlemiş gibi görünüyor, bu da ilk böyle başarı olurdu.[14] Bu sonuç, 2011'de aynı ekip tarafından doğrulandı ve geliştirildi.[11] Gezegenin albedo'nun kırmızıda olduğundan mavi ışıkta önemli ölçüde daha büyük olduğunu, büyük olasılıkla Rayleigh saçılımı ve kırmızıdaki moleküler emilim nedeniyle bulmuşlardır.[11] Gezegenin mavi rengi daha sonra 2013'te doğrulandı,[3][15] bu da HD 189733'ü genel renginin iki farklı teknikle belirlenen ilk gezegen yapmış olurdu. Polarize ışıktaki ölçümler, o zamandan beri daha hassas polarimetreler kullanan iki ayrı ekip tarafından tartışıldı,[16][17][18] orada sağlanan polarimetrik sinyalin üst sınırları ile.
HD 189733 b'nin zengin kobalt mavisi[19][20] rengi, Rayleigh saçılımının bir sonucu olabilir. Ocak 2008'in ortalarında, gezegenin geçişi sırasında yapılan spektral gözlem, bu model kullanılarak, eğer moleküler hidrojen varsa, 0,1564 güneş yarıçapı atmosferik basıncının 410 ± 30 mbar olacağını buldu. Mie yaklaşımı modeli ayrıca atmosferinde, yaklaşık 10−2 ila 10−1 μm büyüklüğünde bir partikül boyutuna sahip, muhtemel bir yoğunlaşma olan magnezyum silikat (MgSiO3) bulunduğunu buldu. Her iki modeli de kullanarak, gezegenin sıcaklığı 1340 ile 1540 K arasında olacaktır.[21] Rayleigh etkisi diğer modellerde[22] ve dış atmosferinin altında daha soğuk, gölgeli bir stratosferin belirgin olmamasıyla doğrulanır. Spektrumun görünür bölgesinde, yüksek emilim kesitleri sayesinde, atomik sodyum ve potasyum incelenebilir. Örneğin, Çok Büyük Teleskop'taki yüksek çözünürlüklü UVES spektrografı kullanılarak, bu atmosferde sodyum tespit edildi ve sıcaklık gibi atmosferin diğer fiziksel özellikleri araştırıldı.[8]
X-ışını spektrumu
[değiştir]
Temmuz 2013'te NASA, X-ışını spektrumunda incelenen gezegen geçişinin ilk gözlemlerini bildirdi. Gezegenin atmosferinin görünür ışıkta olduğundan üç kat daha fazla X-ışını engellediği bulundu.[23]
Buharlaşma
[değiştir]
Mart 2010'da HI Lyman-alfa kullanılarak yapılan geçiş gözlemleri, bu gezegenin saniyede 1-100 gigagram hızla buharlaştığını gösterdi. Bu gösterge, atomik hidrojenin genişletilmiş ekzosferinin tespit edilmesiyle bulundu. HD 189733 b, atmosferik buharlaşmanın tespit edildiği HD 209458 b'den sonra ikinci gezegendir.[24]
Fiziksel özellikler
[değiştir]
Bu gezegen, şimdiye kadar gözlemlenen ötegezegenlerin en büyük fotometrik geçiş derinliğini (ana yıldızın ışığının engellenen miktarı) sergiler, yaklaşık %3. Yörüngesinin yükselen düğümünün görünen boylamı, gökyüzümüzdeki kuzey-güneyden 16 derece +/- 8 uzaklıktadır. HD 209458 b ile birlikte, bunlar doğrudan spektroskopik olarak gözlemlenen ilk iki gezegendi.[13] Bu iki gezegenin ana yıldızları, geçiş yapan gezegen ev sahibi yıldızlarının en parlaklarıdır, bu nedenle bu gezegenler gökbilimcilerden en fazla ilgiyi görmeye devam edecektir. Çoğu sıcak Jüpiter gibi, bu gezegenin de ev sahibi yıldızına gelgitsel olarak kilitlendiği düşünülüyor, yani sürekli bir gece ve gündüzü var.
Gezegen basık değil ve Dünya yarıçapının 0,8'inden büyük uydulara veya Satürn'ünkine benzeyen bir halka sistemine sahip değil.[25]
Zürih Teknoloji Üniversitesi'nden Svetlana Berdyugina liderliğindeki uluslararası ekip, İspanya'da bulunan İsveç'in 60 santimetrelik KVA teleskopunu kullanarak, gezegenden yansıyan polarize ışığı doğrudan görebildi. Polarizasyon, saçılan atmosferin, geçişler sırasında görülen gezegenin opak gövdesinden önemli ölçüde büyük (> %30) olduğunu gösterir.[26]
Atmosfer başlangıçta, titanyum ve vanadyum oksitlerin bulunmadığı L cüceleri gibi, sıcaklık tersine çevrilmiş bir stratosferin bulunmadığı "pL sınıfı" olarak tahmin edildi.[27] Stratosferik bir modele karşı test edilen takip ölçümleri, belirsiz sonuçlar verdi.[28] Atmosferik yoğunlaşmalar, kızılötesinde görüldüğü gibi yüzeyin 1.000 kilometre (620 mil) yukarısında bir sis oluşturur. O yüzeyden bakılan bir gün batımı kırmızı olurdu.[29] Sodyum ve potasyum sinyalleri Tinetti 2007 tarafından tahmin edildi. Başlangıçta yoğunlaşmaların sisi tarafından gizlenen sodyum, sonunda HD 209458 b'nin sodyum katmanının üç katı yoğunluğunda gözlemlendi.[30] Potasyum da 2020'de tespit edildi, ancak önemli ölçüde daha düşük konsantrasyonlarda.[31] HD 189733 ayrıca atmosferinde karbondioksit olduğu doğrulanan ilk ötegezegendir.[32] 2024'te HD 189733 b'nin atmosferinde hidrojen sülfür tespit edildi.[33]
Gezegenin haritası
[değiştir]
2007'de Spitzer Uzay Teleskobu, gezegenin sıcaklık emisyonlarını haritalamak için kullanıldı. Gezegen ve yıldız sistemi, yalnızca gezegenin gece tarafı görüş alanında iken başlayarak, ardışık 33 saat boyunca gözlemlendi. Gezegenin yörüngesinin yarısı boyunca, gündüz tarafı daha fazla görüş alanına girdi. 973 ± 33 K ile 1.212 ± 11 K arasında bir sıcaklık aralığı keşfedildi, bu da ana yıldızdan emilen enerjinin gezegenin atmosferine oldukça eşit bir şekilde dağıldığını gösteriyor. Pik sıcaklığın bölgesi, parametrik bir gündüzden geceye yeniden dağıtım mekanizmasını hesaba katan sıcak Jüpiterlerin teorik modellerinde tahmin edildiği gibi, alt yıldız noktasının 30 derece doğusunda yer alıyordu.[9]
Warwick Üniversitesi'ndeki bilim insanları, HD 189733 b'nin gündüz tarafını gece tarafına doğru esen 8.700 km/sa (5.400 mil/sa) hızlara ulaşan rüzgarlara sahip olduğunu belirledi.[34] NASA, HD 189733 b'nin yüzey sıcaklığının parlaklık haritasını yayınladı; bu, bir ötegezegenin yayınlanan ilk haritası.[35]
Su buharı, oksijen ve organik bileşikler
[değiştir]
11 Temmuz 2007'de Giovanna Tinetti liderliğindeki bir ekip, Spitzer Uzay Teleskobu'nu kullanarak yaptıkları gözlemlerin sonuçlarını yayınladı ve bu da gezegenin atmosferinde önemli miktarda su buharı olduğuna dair sağlam kanıtlar olduğunu belirtti.[36] Hubble Uzay Teleskobu kullanılarak yapılan takip gözlemleri, su buharı, nötr oksijen ve ayrıca organik bileşik metan varlığını doğruluyor.[22][37][38] Daha sonra Çok Büyük Teleskop gözlemleri de gezegenin gündüz tarafında karbon monoksit varlığını tespit etti.[39] Metanın nasıl oluştuğu şu anda bilinmiyor, çünkü gezegenin yüksek 700 °C sıcaklığı, su ve metanın reaksiyona girmesine ve atmosferin karbon monoksit ile yer değiştirmesine neden olmalıdır.[37][40] Bununla birlikte, HD 189733 b atmosferinde yaklaşık %0,004'lük su buharı hacimsel kesri, 2021'de alınan yüksek çözünürlüklü emisyon spektrumları ile doğrulandı.[41]
Evrim
[değiştir]
Geçiş yapan sistem ayrıca Rossiter-McLaughlin etkisini açıkça sergilerken, yıldızın dönen yüzeyinin bir kısmını gezegenin örtmesi nedeniyle fotoferik spektral çizgilerinde kaymalar meydana geliyor. Yüksek kütlesi ve yakın yörüngesi nedeniyle, ana yıldızın 205 m/s'lik çok büyük bir yarı-genliği (K), yıldızın radyal hızındaki "sallanma" vardır.[43]
Rossiter-McLaughlin etkisi, gezegenin yörünge düzlemi ile yıldızın ekvator düzlemi arasındaki açının ölçülmesini sağlar. Bunlar iyi hizalıdır,[44] uyumsuzluk -0,5±0,4°'ye eşittir.[45] HD 149026 b ile benzerlik göstererek, gezegenin oluşumu barışçıldı ve muhtemelen ögezegen diski ile etkileşimler içeriyordu. Çok daha büyük bir açı, diğer ögezegenlerle şiddetli bir etkileşim olduğunu gösterirdi.
Yıldız-gezegen etkileşim tartışması
[değiştir]
2008'de bir grup gökbilimci, HD 189733 A'nın yörüngesinde dönen ötegezegen, yörüngesinde belirli bir yere ulaştığında yıldızın artan parlamalarına neden olduğunu ilk kez açıkladı. 2010'da farklı bir ekip, her zaman ötegezegeni yörüngesinde belirli bir konumda gözlemlediklerinde, X-ışını parlamaları da tespit ettiklerini buldu. 2000'den beri yapılan teorik araştırmalar, yörüngesinde döndüğü yıldıza çok yakın olan bir ötegezegenin, manyetik alanlarının etkileşimi veya gelgit kuvvetleri nedeniyle artan parlamalara neden olabileceğini öne sürdü. 2019'da gökbilimciler, Arecibo Gözlemevi, MOST ve Otomatik Fotoelektrik Teleskop'tan gelen verileri, yıldızın radyo, optik, ultraviyole ve X-ışını dalga boylarında yapılan tarihsel gözlemlere ek olarak analiz ettiler ve bu iddiaları incelemek için. Daha önceki iddiaların abartılı olduğunu ve ev sahibi yıldızın, güneş lekeleri de dahil olmak üzere yıldız parlamaları ve güneş aktif bölgeleriyle ilişkili birçok parlaklık ve spektral özelliği göstermediğini bulmuşlardır. İstatistiksel analizleri ayrıca, ötegezegenin konumuna bakılmaksızın birçok yıldız parlamasının görüldüğünü buldu, bu nedenle önceki iddiaları çürüttü. Ev sahibi yıldızın ve ötegezegenin manyetik alanları etkileşime girmez ve bu sistemin artık "yıldız-gezegen etkileşimine" sahip olduğuna inanılmamaktadır.[46] Bazı araştırmacılar ayrıca, HD 189733'ün, T Tauri Yıldız sistemlerindeki genç ögezegenlerin etrafında bulunanlara benzer bir oranda, yörüngesinde dönen ötegezegeninden gaz emdiğini öne sürdüler. Daha sonra yapılan analizler, "sıcak Jüpiter" yoldaşından çok az miktarda, hatta hiç gaz emilmediğini gösterdi.[47]
Olası öteuydular
[değiştir]
Bazı çalışmalar, HD 189733 b'nin etrafında aday öteuyduları öne sürdü. 2014 tarihli bir çalışma, HD 189733 b'den yayılan ışıkta periyodik artışlar ve azalmaların incelenmesine dayanarak bir uydu önerdi. Bu uydu, gezegenin Hill küresinin dışında olurdu, bu da varlığını olası hale getirirdi.[48] Aynı ekibin 2019 ve 2020'de yaptığı iki çalışma, tespit edilen sodyuma[49] ve potasyuma[50] dayanarak, HD 189733 b ve WASP-49b dahil olmak üzere bir dizi sıcak Jüpiterin etrafında exo-Io adaylarını önerdi, bu da buharlaşan öteuydular ve/veya ilgili gaz torusları ile tutarlıdır.[51][52] 2022'de yapılan bir takip çalışması, HD 189733 b'nin etrafında bir öteuydu için kanıt bulamadı.[53]
Ayrıca bakınız
[değiştir]
Referanslar
[değiştir]