Arşivlik K2 Verileri 355 Günlük Yıla Sahip Dünya Boyutunda Gezegen Adayını Ortaya Çıkardı

Arşivdeki K2 Verileri, 355 Günlük Yıla Sahip Dünya Boyutunda Bir Gezegen Adayını Ortaya Çıkarıyor

İşlevini yitirmiş uzay görevlerinin geniş, dijital arşivlerinde, gökbilimciler ilk incelemeler sırasında gözden kaçan gizli mücevherler bulmaya devam ediyor. University of Southern Queensland'den Alexander Venner liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, parlak K-tipi cüce yıldız HD 137010'un yörüngesinde dönen ilgi çekici yeni bir ötegezegen adayının keşfini duyurdu. HD 137010 b olarak adlandırılan aday, 2017'deki K2 görevi sırasında yakalanan tek bir on saatlik geçiş olayı aracılığıyla tespit edildi. Bu bulguyu özellikle önemli kılan şey, kendi dünyamıza olan çarpıcı benzerliğidir: gezegen, boyut olarak Dünya ile neredeyse özdeştir ve Dünya benzeri bir yılı yansıtan bir yörünge izlemektedir.

University of Southern Queensland, Harvard & Smithsonian ve NASA Ames Araştırma Merkezi'nden araştırmacıların yer aldığı bir makalede detaylandırılan keşif, Kepler Uzay Teleskobu'nun ikincil görevi olan K2'nin süregelen değerini vurguluyor. Orijinal Kepler görevi, Dünya benzeri gezegenler bulmak için gökyüzünün tek bir noktasına dört yıl boyunca bakarken, K2 görevi ekliptik düzlem boyunca farklı alanları yaklaşık 80 günlük daha kısa sürelerle gözlemlemek zorunda kalmıştı. Bu kısıtlı zaman dilimi, yörüngelerini doğrulamak için birden fazla geçiş gerektiren uzun periyotlu gezegenlerin tespitini genellikle engelliyordu. Ancak, verileri tekli geçiş olayları için titizlikle tarayan araştırma ekibi, arşiv verilerinin neler ortaya çıkarabileceğine dair sınırları zorladı.

HD 137010 b'nin Keşfi

HD 137010 b'nin tanımlanması, K2'nin 15. Gözlem Dönemi'nden (Campaign 15) alınan ışık eğrilerinin görsel olarak incelenmesiyle başladı. Planet Hunters projesiyle çalışan bir yurttaş bilimci olan Hans Martin Schwengeler, tekli geçiş benzeri özelliği ilk fark eden kişi oldu. Yaklaşık 10 saat süren olay, yıldızın parlaklığında milyonda yalnızca 225 parçalık (ppm) sığ bir düşüş gösterdi. Bu kadar belirsiz bir sinyalin tespit edilmesi son derece zordur; ancak HD 137010 nispeten parlak onuncu kadirden bir yıldız olduğu için elde edilen fotometrik hassasiyet istisnai derecede yüksekti—uzay aracının enstrümanlarının teorik sınırına yakın olan 8,5 ppm seviyesine ulaştı.

Keşfi doğrulamak için, aralarında Chelsea X. Huang ve Shishir Dholakia'nın da bulunduğu ekip; arka plan örten çift yıldızlar veya enstrümantal hatalar gibi "yanlış pozitifleri" elemek için titiz bir analiz gerçekleştirdi. K2 fotometrisini tarihsel görüntüleme, arşivsel radyal hız verileri ve astrometri ile çapraz referanslayan araştırmacılar, sinyalin astrofiziksel nitelikte olduğu ve hedef yıldızda gerçekleştiği sonucuna vardılar. Yazarlar raporlarında, "Analizimiz, olayın astrofiziksel olduğunu, hedef üzerinde gerçekleştiğini ve en iyi geçiş yapan bir gezegen adayı ile açıklanabileceğini güçlü bir şekilde gösteriyor," dediler.

Tekli Geçiş Adayını Tanımlamak

Geçiş yöntemi, bir gezegenin ana yıldızı ile gözlemci arasından geçerek yıldızın görünür parlaklığında geçici bir düşüşe neden olmasına dayanır. Otomatik veri işleme sistemleri, defalarca geçiş yapan kısa yörünge periyotlu gezegenleri bulmada mükemmel olsa da, tekli olayları genellikle gözden kaçırır. Tekli geçiş tespitleri teknik olarak zordur çünkü anında bir yörünge periyodu sağlamazlar. Bunun yerine araştırmacılar, geçiş süresine ve ana yıldızın bilinen özelliklerine dayanarak periyodu tahmin etmek zorundadır.

HD 137010 b örneğinde, 10 saatlik geçiş süresi hayati bir ipucu sağladı. Ana K-tipi cüce yıldızın boyutu ve kütlesi göz önüne alındığında, bu uzunluktaki bir geçiş geniş bir yörüngeye işaret eder. Eğer yörünge daireselse, ekip yaklaşık 355 günlük bir yörünge periyodu tahmin ediyor; bu da bir karasal yıla son derece yakındır. Bu durum, HD 137010 b'yi tek bir olay aracılığıyla tespit edilen nadir bir uzun periyotlu gezegen örneği haline getiriyor; bu, Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde dönen Dünya boyutundaki adaylar için nadiren başarılmış bir başarıdır.

Fiziksel Profil: Dünya Boyutunda Bir Komşu

HD 137010 b'nin fiziksel özellikleri, onu "Dünya boyutunda" ötegezegenlerin özel bir kategorisine yerleştiriyor. Araştırma ekibi, Dünya'nınkinin 1,06 katı bir yarıçap hesaplayarak onu ölçek açısından ana gezegenimizin neredeyse bir ikizi haline getirdi. Ev sahibi yıldızı HD 137010, Güneşimizden biraz daha küçük, daha soğuk ve daha uzun ömürlü bir K-tipi cüce yıldızdır. Bu tür yıldızlar, milyarlarca yıl boyunca daha kararlı bir radyasyon ortamı sağladıkları için potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar için ideal ev sahipleri olarak giderek daha fazla görülmektedir.

Aday için tahmin edilen yörünge mesafesi yaklaşık 0,88 Astronomik Birimdir (AU), bu da onu yıldızından Dünya-Güneş mesafesiyle kıyaslanabilir bir uzaklığa yerleştirir. Ev sahibi yıldız Güneş'ten daha az parlak olduğundan, bu mesafe Dünya'nınkinden çok daha soğuk bir ortamla sonuçlanır. Keşif önemli bir dönüm noktasını temsil ediyor, çünkü TESS gibi mevcut görevler tarafından bulunan Dünya boyutundaki gezegenlerin çoğu çok daha küçük M-tipi cüce yıldızların yörüngesinde dönüyor veya aşırı kısa, kavurucu yörünge periyotlarına sahip.

Yaşanabilirlik ve Sıcaklık Tahminleri

Sıcaklık, bir dünyanın yaşanabilirliğini belirlemede kritik bir faktördür. Öngörülen yörüngesine dayanarak, HD 137010 b, Dünya'nınkinin yaklaşık 0,29 katı bir yıldız akısı alıyor. Bu, gezegeni yıldızın yaşanabilir bölgesinin—sıvı suyun teorik olarak bir gezegen yüzeyinde var olabileceği bölge—dış kenarına yerleştiriyor. Atmosferik bileşimine bağlı olarak HD 137010 b, "soğuk" bir Dünya veya belki de Mars'ın daha ılıman bir versiyonuna daha yakın olabilir.

Araştırmacılar, verilerin tekli geçiş niteliği nedeniyle kesin yörünge periyodunun "öngörülen" bir değer olarak kaldığı konusunda uyarsa da, adayın özellikleri yine de caziptir. Yaşanabilir bölgenin soğuk saçaklarında yer alsa bile, Güneş benzeri (FGK) bir yıldızın yörüngesinde dönen ve "sıcak Dünya" olmayan az sayıdaki Dünya boyutundaki adaydan biri olmaya devam ediyor. Böyle bir dünyanın varlığı, K2 görevinin verilerinin ılıman, karasal ortamları belirlemek için hala kullanılmamış bir potansiyel içerdiğini gösteriyor.

Parlak Ev Sahibi Yıldızların Önemi

HD 137010 b'nin en heyecan verici yönlerinden biri, ev sahibi yıldızının parlaklığıdır. 10,1'lik bir V-parlaklığı ile HD 137010, orijinal Kepler görevi tarafından hedeflenen uzak yıldızlardan önemli ölçüde daha parlaktır. Parlaklık, ötegezegen takip çalışmalarının "para birimidir"; gezegenin kütlesini belirlemek için yüksek hassasiyetli radyal hız ölçümlerine olanak tanır ve spektroskopi yoluyla gelecekteki atmosferik karakterizasyonu mümkün kılar.

NASA Ames Araştırma Merkezi'nden Steve B. Howell ve diğer ortak yazarlar, bunun önemli takip çalışmaları için yeterince parlak bir yıldızın önünden geçen, Dünya benzeri yörünge periyoduna sahip ilk Dünya boyutundaki gezegen adayı olduğunu vurguluyorlar. Bu türdeki önceki Kepler keşiflerinin çoğu, mevcut teleskopların gezegenleri tartması veya atmosferlerini incelemesi için çok sönüktür. Ancak HD 137010 b, yeni nesil astronomik enstrümanlar için ulaşılabilir bir hedef sunuyor.

K2'nin Mirası ve Gelecek Yönelimler

HD 137010 b'nin keşfi, Kepler Uzay Teleskobu'nun mirasının bir kanıtı niteliğindedir. Görevinin sona ermesinden yıllar sonra bile, verileri modern analitik tekniklerle ve yurttaş bilimcilerin özverisiyle birleştiğinde bir keşif altın madeni olmaya devam ediyor. TESS'in kısa periyotlu keşifleri ile orijinal Kepler görevinin derin uzay bakışı arasındaki boşluğu dolduran K2, uzun periyotlu karasal gezegen popülasyonuna benzersiz bir pencere açmıştır.

Geleceğe bakıldığında araştırma ekibi, 2026 yılında fırlatılması beklenen PLATO (Planetary Transits and Oscillations of stars) gibi gelecek görevlerin özellikle HD 137010 b gibi daha fazla dünya bulmak için tasarlanacağını öne sürüyor. O zamana kadar HD 137010 b, yer tabanlı gözlemevleri için yüksek öncelikli bir aday olarak duruyor. 355 günlük periyodunun doğrulanması ve kütlesinin ölçülmesi, bu uzak dünyanın gerçekten Dünya benzeri bir kardeş mi yoksa güneş sisteminin dış uçlarında donmuş bir kalıntı mı olduğunu anlamadaki sonraki adımlar olacaktır.