Trottier Ötegezegen Araştırma Enstitüsü’nden (IREx) bir araştırma ekibi, L 98-59 adlı kırmızı cüce yıldızın çevresindeki gezegen sistemine dair bugüne kadar yapılmış en ayrıntılı incelemeyi tamamladı. Yapılan analizler, yıldızın yaşanabilir bölgesinde yer alan beşinci bir gezegenin varlığını doğruladı. Bu bölge, sıvı suyun varlığını destekleyebilecek koşullara sahip olabilecek bir alan olarak kabul ediliyor.
Volkanik Gezegenler, Bir Alt-Dünya ve Bir Su Dünyası
L 98-59 yıldızı, Dünya’ya sadece 35 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor ve 2019 yılında NASA’nın TESS uzay teleskobu tarafından keşfedilen üç küçük ötegezegen tarafından çevreleniyor. Dördüncü gezegen ise daha sonra Avrupa Güney Gözlemevi’nin ESPRESSO spektrografıyla elde edilen radyal hız verileriyle belirlendi. Bu dört gezegen, yıldızlarına oldukça yakın mesafelerde dönüyor ve her biri Merkür’ün Güneş’e olan uzaklığından daha kısa bir yörüngeye sahip.
Montréal Üniversitesi ve IREx’ten Charles Cadieux liderliğindeki ekip, yer ve uzay tabanlı teleskoplardan elde edilen geniş veri kümesini yeniden analiz etti. Bu sayede gezegenlerin boyutları ve kütleleri daha önce eşi görülmemiş bir hassasiyetle ölçülebildi.
Cadieux, “Bu yeni sonuçlar, L 98-59 sistemine dair şimdiye kadar elde ettiğimiz en kapsamlı tabloyu sunuyor,” dedi. “Uzay teleskopları ile yeryüzündeki yüksek hassasiyetli cihazlardan elde edilen verileri birleştirerek neler başarabileceğimizi gösteriyor ve James Webb Uzay Teleskobu’yla yapılacak atmosfer araştırmaları için önemli hedefler ortaya koyuyor.”
Sistemdeki tüm gezegenlerin kütleleri ve boyutları karasal (Dünya benzeri) kategorilerle uyumlu. En içteki gezegen L 98-59 b, Dünya’nın yalnızca %84’ü büyüklüğünde ve kütlesi onun yaklaşık yarısı kadar. Bu da onu, parametreleri iyi ölçülmüş ender "alt-Dünya"lardan biri yapıyor.
İki iç gezegen, gelgit ısınması nedeniyle aşırı volkanik faaliyete sahip olabilir; bu durum, Jüpiter’in Io adlı volkanik uydusunda gözlenenlerle benzerlik taşıyor. Üçüncü gezegen ise düşük yoğunluğuyla dikkat çekiyor ve “su dünyası” olarak tanımlanabilecek, Güneş Sistemi'nde benzeri olmayan bir gezegen olabilir.
Ayrıca ölçümler, iç gezegenlerin neredeyse mükemmel dairesel yörüngelerde döndüğünü ortaya koydu—bu da gelecekteki atmosfer gözlemleri açısından oldukça elverişli bir durum.
Çalışmanın yazarlarından biri olan René Doyon, “L 98-59 sistemi, kayalık gezegen çeşitliliği ve gezegen bileşimleri açısından benzersiz bir laboratuvar sunuyor,” diyerek sözlerine şöyle devam etti: “Süper-Dünyalar ve alt-Neptünler neyden oluşur? Küçük yıldızların çevresindeki gezegenler farklı mı oluşur? Kırmızı cüce yıldızların çevresindeki kayalık gezegenler zamanla atmosferlerini koruyabilir mi?” gibi önemli sorulara yanıt arıyoruz.
Yaşanabilir Bölgede Beşinci Gezegen
Bu çalışmanın en önemli buluşlarından biri de sistemdeki beşinci gezegenin doğrulanması oldu. L 98-59 f adı verilen bu gezegen, yıldızının önünden geçerek (transit) gözlemlenmiyor; yani bizle yıldız arasında doğrudan geçmiyor. Ancak yıldızın hareketindeki ince değişimlerle, HARPS ve ESPRESSO spektrografları aracılığıyla varlığı ortaya kondu.
L 98-59 f, yıldızından Dünya’nın Güneş’ten aldığına benzer miktarda enerji alıyor. Bu da gezegeni, suyun sıvı halde bulunabileceği ılıman (yaşanabilir) bölgenin içine yerleştiriyor.
Cadieux, “Bu kadar kompakt bir sistemde ılıman bir gezegenin bulunması bu keşfi özellikle heyecan verici kılıyor,” dedi. “Bu durum, ötegezegen sistemlerinin olağanüstü çeşitliliğini ortaya koyuyor ve düşük kütleli yıldızların çevresinde yaşanabilir dünyaları incelemenin önemini vurguluyor.”
Mevcut Verilerle Yeni Bilgiler Ortaya Çıktı
Ekip, bu keşifleri gerçekleştirmek için yeni teleskop zamanları talep etmek yerine, NASA’nın TESS teleskobu, ESO’nun HARPS ve ESPRESSO spektrografları ile JWST’den elde edilen zengin arşiv verilerini kullandı.
2022’de IREx araştırmacıları tarafından geliştirilen “satır-satır radyal hız analizi” tekniği, verilerin hassasiyetini önemli ölçüde artırdı. Ekip ayrıca kendi geliştirdikleri yeni bir diferansiyel sıcaklık göstergesini kullanarak yıldız aktivitelerinden kaynaklı sinyalleri temizledi ve gezegen kaynaklı sinyalleri daha önce hiç olmadığı kadar net biçimde ortaya çıkardı.
Bu gelişmiş ölçümler, JWST tarafından gözlemlenen geçişlerle birlikte analiz edildiğinde, bilinen gezegenlerin kütle ve yarıçap tahminlerinin hassasiyetini iki katına çıkardı.
Çalışmanın ortak yazarlarından Étienne Artigau, “Bu teknikleri, arşiv verilerinin içinde gizli kalmış potansiyeli ortaya çıkarmak için geliştirdik,” dedi. “Ayrıca, analiz araçlarını geliştirmenin, eldeki verilerle bile önceki keşifleri nasıl ileri taşıyabileceğimizi gösterdiğini vurguluyor.”
Bu sonuçlar, L 98-59 sistemini, kayalık gezegen çeşitliliğini keşfetmek ve nihayetinde yaşam belirtileri aramak için en umut verici yakın sistemlerden biri haline getiriyor. Sistemin yakınlığı, yıldızının küçük boyutu ve gezegen bileşimleri ile yörünge çeşitliliği, JWST ile yapılacak atmosfer araştırmaları için ideal bir hedef oluşturuyor.
Çalışmanın ortak yazarlarından ve doktora öğrencisi Alexandrine L’Heureux, “Bu yeni sonuçlarla birlikte, L 98-59, TRAPPIST-1 gibi sistemlerin yanında anılacak özel kompakt gezegen sistemleri grubuna katılıyor,” dedi.