Bir milyon yaşından küçük: Tozun içinde büyüyen en genç gezegen doğrulandı

İnsan ömrüyle bakınca bir milyon yıl akıl almaz bir süre. Gezegenler için ise bu, doğumhanede geçen ilk dakikalara denk düşüyor. Gökbilimciler şimdi tam o dakikalarda yakalanmış bir gezegeni doğruladı: Elias 2-24 b, yaşı bir milyon yıldan az olan, hâlâ doğduğu toz ve gaz diskinin içinde dönen genç bir dünya.

Karşılaştırma için Dünya yaklaşık 4,5 milyar yaşında. Güneş Sistemi dışında bugüne kadar doğrulanan yaklaşık 6 bin gezegenin ezici çoğunluğu da milyarlarca yıllık, olgun sistemlere ait. Yeni bulgu, gezegenlerin nasıl oluştuğunu anlatan modellerin tam da en zayıf olduğu yere, en erken evreye ışık tutuyor.

Eski rekortmenler bile modelleri zorluyordu

Çalışmanın ortak yazarlarından, Şili'deki Instituto de Estudios Astrofísicos'tan Lucas Cieza'nın NASA'nın duyurusunda aktarılan sözlerine göre, önceki rekor dört gezegen arasında paylaşılıyordu: PDS 70 yıldızının iki gezegeni ile WISPIT 2 yıldızının iki gezegeni. Hepsi 5 milyon yaşın üzerindeydi. Cieza, gezegen oluşum modellerinin bu gezegenleri açıklamakta bile zorlandığını, Elias 2-24 b'nin ise "en iyi modellerin bile hâlâ bazı önemli süreçleri kaçırdığını" gösterdiğini söylüyor.

Sorunun özü zamanlama. NASA'nın aktardığına göre mevcut modeller, Jüpiter büyüklüğünde bir gezegenin Jüpiter'in Güneş'e olan uzaklığında (Dünya-Güneş mesafesinin beş katından biraz fazlası) oluşmasının yaklaşık 5 milyon yıl sürdüğünü öngörüyor; daha dışarıda bu süre daha da uzuyor. Elias 2-24 b ise yıldızına Dünya'nın Güneş'e olan uzaklığının 55 katı mesafede duruyor ve şimdiden bir gezegenin tüm işaretlerini taşıyor.

On yıllık bir soru işareti

Hikâye yaklaşık on yıl önce başladı. Şili'deki ALMA radyo teleskop dizisi, Dünya'ya yaklaşık 450 ışık yılı uzaklıktaki genç Elias 2-24 yıldızının çevresindeki diskte belirgin bir boşluk gördü. Bu tür boşluklar, bir gezegenin dönerken yolundaki malzemeyi süpürüp açtığı "şeritler" olarak yorumlanır; tıpkı kalabalık bir meydandan geçen birinin arkasında bıraktığı açıklık gibi.

Ardından Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskobu (VLT) o boşluğun içinde soluk bir ışık noktası yakaladı. Ancak tartışma kapanmadı: Teorilere göre böyle bir boşluk, bir gezegenin oluşmasına yetecek kadar zaman geçmeden, üstelik yıldızdan bu kadar uzakta açılmamalıydı. Nokta bir gezegen de olabilirdi, arka plandaki bir yıldız ya da görüntüleme kusuru da.

Çözüm arşivden geldi

The Astrophysical Journal Letters'ta yayımlanan çalışmada, Universidad Diego Portales'te doktora öğrencisi Andrea Bernardi liderliğindeki ekip yeni gözlem yapmak yerine arşive yöneldi. Hawaii'deki W. M. Keck Gözlemevi'nin, yıldız ışığını kapatarak çevresindeki sönük nesneleri görünür kılan koronagraf düzeneğiyle incelenmiş yedi genç yıldızın kayıtlarını taradılar. Aynı ışık noktasını 2018 ve 2020 gözlemlerinde de buldular.

İki görüntüyü birleştirip noktanın zaman içindeki hareketini izlediklerinde, bu hareketin bir görüntü kusuruna ya da uzaktaki bir yıldıza değil, yıldızın çevresinde dolanan bir gezegene uyduğunu gördüler. Bernardi'nin NASA'ya aktardığı ifadeye göre, "Gezegenler boşlukların içinde olmalı, çünkü o boşlukları açan onlar. Elias 2-24 b'yi de tam orada bulduk."

NASA'nın yayımladığı sanatçı çizimi, gezegene diskten hâlâ malzeme aktığını gösteriyor. Yani Elias 2-24 b büyümesini tamamlamış değil; gözümüzün önünde kütle topluyor. Bu tablo, dev gezegenlerin diskteki malzemeyi yutarak büyüdüğünü öne süren önde gelen oluşum teorisiyle de uyumlu.

Genç gezegenler neden bu kadar az bulunuyor?

Bugüne kadar bilinen gezegenlerin çoğu geçiş yöntemiyle bulundu: Gezegen yıldızının önünden geçerken yıldız ışığını çok az kısar, teleskop bu küçük sönümlenmeyi yakalar. Ama genç bir gezegen kalın bir toz örtüsünün içindeyse ya da yıldızından çok uzakta dönüyorsa bu iz neredeyse görünmez. Bu yüzden katalogların büyük kısmı yaşlı ve yıldızına yakın gezegenlerle dolu.

Cieza bu kör noktayı şöyle özetliyor: Galaksi sürekli yeni yıldız ve gezegen üretiyor, yani her evreden örnek mevcut; ancak teleskopların görebildiği ile görmesi gereken arasında büyük bir açık var. "Şu an bu bebek gezegenlere karşı büyük ölçüde körüz" diyor.

Sınırlar ve sırada ne var

Bernardi, Elias 2-24 b'nin mevcut teleskopların algılama sınırında durduğunu vurguluyor. Tek bir gezegen, modellerin nerede eksik kaldığını gösterse de hangi süreçlerin eksik olduğunu tek başına söyleyemez; bunun için benzer yaşta çok daha fazla örnek gerekiyor. Ayrıca doğrulama birkaç yıl arayla alınmış iki arşiv gözlemine dayanıyor; gezegenin kütlesi ve yörüngesi daha fazla veriyle netleşecek.

Umut, 30 Ağustos'ta fırlatılan NASA'nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu'nda. NASA'ya göre Roman daha güçlü bir koronagrafa sahip ve aynı tekniği kullanarak yıldızına çok daha yakın dönen, bugün parıltının içinde kaybolan gerçek "Jüpiter benzerlerini" görebilecek. Elias 2-24 b ise bu türden bir gezegenin yaklaşık on katı uzakta duruyor. Açık soru şu: Roman'ın açacağı pencereden bakınca, gezegenlerin bu kadar erken doğması istisna mı çıkacak, yoksa kural mı?

Fotoğraf: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Andrews et al.; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello, CC BY 4.0, Wikimedia Commons