Süper Dünya 55 Cancri e’nin Atmosferine Dair İlk Kanıtlar

James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullanan araştırmacılar, Dünya’dan 41 ışık yılı uzaklıkta, kayalık bir gezegen olan 55 Cancri e’nin etrafında bir atmosferin varlığına dair ilk kanıtları sunarak, ötegezegen araştırmalarında önemli bir sayfa açtılar. Bu, Güneş Sistemi dışındaki bir kayalık gezegen atmosferine dair şu ana kadar elde edilen en iyi kanıt olarak görülüyor.

55 Cancri e, Yengeç Takımyıldızı’nda, Güneş benzeri bir yıldızın etrafında bilinen beş gezegenden biri. Yaklaşık olarak Dünya’nın iki katı çapında ve dokuz katı kütleye sahip. Dünya’dan büyük, Neptün’den küçük ve Güneş Sistemi’ndeki kayalık gezegenlere benzer bir bileşime sahip ötegezegenler için kullanılan “süper dünya” sınıflandırmasına giriyor.

2011’de keşfedildiğinden bu yana yapılan çok sayıda gözleme rağmen, 55 Cancri e’nin atmosferinin olup olmadığı, hatta yüksek sıcaklığı ve yıldızından gelen sürekli yıldız radyasyonu ve rüzgâr saldırısı göz önüne alındığında böyle bir atmosfere sahip olup olamayacağı sorusu JWST’nin gözlemine kadar cevapsız kalmıştı.

JWST, 55 Cancri e’nin doğrudan görüntüsünü yakalayamasa da, yıldızının yörüngesinde dönerken sistemden gelen ışıktaki hafif değişiklikleri ölçebiliyor. Araştırmacılar, gezegenden gelen kızılötesi ışığı ölçmek için JWST’nin NIRCam’ini (Yakın Kızılötesi Kamera) ve MIRI’yi (Orta Kızılötesi Enstrüman) kullandı.

Bu ötegezegen o kadar yoğun ki, gökbilimciler onun çoğunlukla elmas derecesinde sıkıştırılmış karbondan oluştuğunu öne sürdüler. Ayrıca gezegen, güneş benzeri yıldızı 55 Cancri a’dan yalnızca 2,3 milyon kilometre uzakta bulunuyor. Bu, Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin 0,01544 katına eşit. Bu yakınlık, 55 Cancri e’nin, yaklaşık 17 Dünya saatinde bir, ev sahibi yıldızının yörüngesinde döndüğü ve yaklaşık 2.400 °C ile kavurucu sıcaklıkta bir yüzeye sahip olduğu anlamına gelir. Bu aynı zamanda gezegenin büyük ihtimalle, Güneş ve Merkür gibi, çekimsel kilitli yani hep aynı yüzünün yıldızına dönük olduğu anlamına da geliyor.

55 Cancri e’nin önemli bir atmosfere sahip olabileceğine dair ilk işaretler, termal yayılımına dayanan sıcaklık ölçümlerinden geldi, yani kızılötesi ışık formunda verilen ısı enerjisi. Eğer gezegen karanlık erimiş kaya ile kaplıysa ve hafif buharlaşmış kaya veya hiçbir atmosfer yoksa, gündüz tarafı yaklaşık 2200 °C olmalıdır. Bunun yerine, MIRI verileri yaklaşık 1500 °C civarında bir sıcaklık gösterdi. Bu, enerjinin, muhtemelen uçucu ve zengin bir atmosferle, gündüz yüzünden gece yüzüne dağıtıldığına dair çok güçlü bir işarettir.

Bilim insanları, 55 Cancri e’yi kaplayan gazların içeriden buharlaştığını düşünüyor. Gezegenin ilkin atmosferi, yüksek sıcaklık ve yıldızdan gelen yoğun radyasyon nedeniyle çoktan yok olmuş olmalı. Tespit edilense, magma okyanusu tarafından sürekli olarak yenilenen ikincil bir atmosfer olmalı. Magma sadece kristaller ve sıvı kayalardan ibaret değildir; içinde bol miktarda çözünmüş gaz da vardır.

55 Cancri e yaşanabilir olmaktan çok uzak olsa da, atmosferlerin, yüzeylerin ve kayalık gezegenlerin iç kısımlarının etkileşimlerini incelemek için eşsiz bir pencere açabilir ve belki de geçmişte erimiş magma okyanuslarıyla kaplı olduğu düşünülen erken Dünya, Venüs ve Mars’a dair bilgiler sunabilir. Sonuç olarak, kayalık bir gezegenin gaz zengini bir atmosferi sürdürebilmesi için hangi koşulların gerektiğini anlamak bilim insanları için önemli.