Gökbilimciler, Güneş Sistemi dışında şimdiye kadar 6.000’den fazla ötegezegen keşfetmiş olsa da, Dünya benzeri kayalık gezegenlerin kalıcı atmosferlere sahip olduğuna dair kesin kanıtlar uzun süredir elde edilememişti. Ancak Science dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, yalnızca 49 ışık yılı uzaklıktaki süper Dünya LHS 1140b‘nin uzaya helyum gazı sızdırdığını ortaya koydu. Bu bulgu, gezegenin milyarlarca yıl sonra bile önemli ölçüde atmosferini koruduğunu gösteriyor.
Atmosfer arayışında önemli dönüm noktası
Kayalık ötegezegenlerin atmosferlerini tespit etmek son derece zor. Gezegenlerin bağlı olduğu yıldızların parlaklığı, atmosferden gelen çok daha zayıf sinyalleri büyük ölçüde bastırıyor. Bu nedenle araştırmacılar, daha küçük ve sönük olan M-cüce yıldızlarının etrafındaki gezegenlere odaklanıyor.
Şimdiye kadar yapılan gözlemler ise umut verici sonuçlar sunmamıştı. Örneğin Dünya büyüklüğündeki yedi gezegene ev sahipliği yapan TRAPPIST-1 sisteminde atmosferlere dair ikna edici bir kanıt bulunamamıştı. Bu durum, genç M-cüce yıldızlarının güçlü yıldız rüzgarlarıyla gezegen atmosferlerini zamanla yok ettiği yönündeki görüşleri güçlendirmişti.
Bilgisayar modeli helyumu işaret etti
Araştırmanın başyazarı Harvard Üniversitesi’nden gezegen bilimci Collin Cherubim, ötegezegen atmosferlerinin milyarlarca yıllık evrimini simüle eden bir model geliştirdi. Model, hidrojen ve helyum gibi hafif gazların zamanla atmosferin üst katmanlarına yükselerek yıldızın radyasyonu nedeniyle uzaya kaçacağını, geride ise azot ve oksijen gibi daha ağır gazların kalacağını öngördü. Model, yoğunluğu Dünya’dan biraz daha düşük olan LHS 1140b’nin üst atmosferinde büyük miktarda helyum bulunması gerektiğini gösterdi. Bu sonuç üzerine ekip gözlemsel doğrulamaya geçti.
Magellan teleskopları helyum sinyalini yakaladı
Araştırmacılar, Şili’deki 6,5 metrelik Magellan teleskoplarına yeni eklenen yüksek çözünürlüklü spektrometreyi kullanarak 2024 yılında LHS 1140 sistemini gözlemledi.
LHS 1140b yıldızının önünden geçerken, helyum tarafından emilen kızılötesi dalga boyunda yıldız ışığında belirgin bir azalma tespit edildi. Aynı sistemde bulunan daha küçük LHS 1140c gezegeni geçiş yaptığında ise benzer bir sinyal gözlenmedi.
İlginç şekilde ekip aynı gözlemi bir yıl sonra tekrarladığında helyum sinyali bu kez görülmedi. Bu durum, gezegenden gerçekleşen atmosfer kaçışının zaman içinde değişken olabileceğini gösteriyor.
Araştırmaya katılmayan Montreal Üniversitesi astronomu Rene Doyon, elde edilen sonucun doğrulanması halinde olağanüstü önem taşıdığını belirtiyor. Doyon’a göre M-cüce yıldızlarının atmosferlerinde de zaman zaman benzer helyum sinyalleri görülebiliyor. Ancak bu sinyalin tam da gezegen geçişi sırasında ortaya çıkmasının tesadüf olmasının oldukça düşük bir ihtimal olduğunu vurguluyor. Yine de kesin sonuca ulaşabilmek için farklı teleskoplarla yeni gözlemlerin yapılması gerektiğinin altını çiziyor.
Yaşanabilirlik ihtimalini güçlendiriyor
LHS 1140b, gökbilimcilerin uzun süredir yakından takip ettiği ötegezegenlerden biri konumunda bulunuyor. Daha önce yapılan çalışmalar, gezegenin yoğun bir hidrojen atmosferine sahip olmadığını ortaya koyarken, azot gibi daha ağır gazlara dair bazı ipuçları elde edilmişti.
Araştırmacılar, gezegenin alt atmosferinde azot ve karbondioksit gibi gazların bulunması halinde bunların sera etkisi oluşturarak yüzeyde sıvı suyun var olmasına olanak sağlayabileceğini düşünüyor. Eğer bu senaryo doğrulanırsa, LHS 1140b yaşanabilir Dünya benzeri gezegenler arasında en güçlü adaylardan biri haline gelebilir.
Yeni keşif, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ve diğer büyük gözlemevlerinin önümüzdeki yıllarda LHS 1140b’yi daha ayrıntılı incelemesi için önemli bir motivasyon oluşturuyor. Atmosferin bileşiminin netleşmesi, gezegenin gerçekten yaşanabilir olup olmadığı sorusuna da önemli ölçüde ışık tutabilir.
