Fotoğraf kredisi: NASA
Bir gökbilimci ekibi, yörüngelerini tam olarak ölçerek bir pulsarın etrafında dönen bir grup gezegeni tartıyordu. Olağandışı olan, gezegenler arasındaki mesafenin neredeyse Merkür, Venüs ve Dünya'nın aralıklarıyla tam olarak eşleşmesi - bu tuhaf sistemi şimdiye kadar keşfedilen kendi Güneş Sistemimize en benzeyen şey. Pulsar, 1257 + 12, 13 yıl önce Arecibo radyo teleskopu kullanılarak keşfedildi.
Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden bir gökbilimciler ekibine göre, ilk kez bir pulsarın yörüngesindeki gezegenler, bir yörüngeyi tamamlama zamanındaki kesin değişimleri ölçerek “tartıldı”.
Amerikan Astronomi Derneği'nin yaz toplantısında rapor veren Caltech doktora sonrası araştırmacı Maciej Konacki ve Penn State astronomi profesörü Alex Wolszczan bugün Başak takımyıldızında 1.500 ışıkyılı uzaklıkta dönen üç bilinen gezegenden iki kitlesinin bulunduğunu açıkladı başarıyla ölçüldü. Gezegenler, yüzde 5'lik bir hata ile Dünya kütlesinin 4.3 ve 3.0 katıdır.
Ölçülen iki gezegen neredeyse aynı yörünge düzlemindedir. Üçüncü gezegen diğer ikisi ile eş düzlemsel ise, ayın kütlesinin yaklaşık iki katıdır. Araştırmacılar, bu sonuçların gezegenlerin pulsarı çevreleyen bir madde diskinden, güneş benzeri yıldızlar etrafındaki gezegenler için öngörülene benzer bir şekilde evrimleşmiş olması gerektiğine dair zorlayıcı kanıtlar sağladığını söylüyor.
Üç pulsar gezegen, yörüngeleri Merkür, Venüs ve Dünya arasındaki boşluklarla neredeyse tam bir oranda aralıklı olarak, görünüşte iç güneş sistemine şaşırtıcı derecede benzer bir gezegen sistemi içerir. Uzay İnterferometri Misyonu veya Karasal Gezegen Bulucu gibi gelecekteki uzay interferometreleri tarafından yakındaki güneş benzeri yıldızlar etrafında keşfedilebilecek herhangi bir Dünya benzeri gezegenin öncüsüdür.
Konacki, “Şaşırtıcı bir şekilde, pulsar 1257 + 12'nin etrafındaki gezegen sistemi, kendi güneş sistemimizi, güneş benzeri bir yıldızın etrafında keşfedilen herhangi bir güneş dışı gezegen sisteminden daha çok benziyor,” dedi. “Bu, gezegen oluşumunun beklenenden daha evrensel olduğunu göstermektedir.”
Güneş dışında bir yıldızın etrafında dönen ilk gezegenler, 1990 yılında dev, 305 metrelik Arecibo radyo teleskobu ile yapılan büyük puls arayışı sırasında, eski, hızla dönen bir nötron yıldızı PSR B1257 + 12'nin etrafında Wolszczan ve Frail tarafından keşfedildi. Nötron yıldızları genellikle radyo pulsarları olarak gözlemlenebilir, çünkü kendilerini yüksek oranda periyodik, nabız benzeri radyo emisyonu patlamaları olarak gösterirler. Büyük, normal yıldızların ölümlerini işaret eden süpernova patlamalarından son derece kompakt ve yoğun kalıntılardır.
Milisaniye pulsarların zarif hassasiyeti, gezegenleri ve hatta pulsarın etrafında dönen büyük asteroitleri aramak için eşsiz bir fırsat sunar. Bu “pulsar zamanlama” yaklaşımı, optik gökbilimciler tarafından yakındaki yıldızların etrafındaki gezegenleri tanımlamak için bu kadar başarılı bir şekilde kullanılan iyi bilinen Doppler etkisine benzer. Esasen, yörünge nesnesi, pulsarın refleks hareketini indükler ve bu da pulsların varış zamanlarının bozulmasına neden olur. Bununla birlikte, tıpkı Doppler yönteminde olduğu gibi, pulsar zamanlama yöntemi görüş hattı boyunca yıldız hareketlerine duyarlıdır, pulsar zamanlaması sadece aynı çizgi boyunca bir pulsar yalpalamanın neden olduğu puls varış zamanı varyasyonlarını tespit edebilir. Bu sınırlamanın sonucu, gezegensel hareketin yalnızca görüş açısı üzerindeki bir projeksiyonunu ölçebilmesi ve yörüngenin gerçek boyutunu belirleyememesidir.
PSR 1257 + 12 etrafındaki gezegenlerin keşfinden kısa bir süre sonra, gökbilimciler, 66.5-98 ve 98.2 günlük yörünge dönemlerinin yaklaşık 3: 2 harcanabilirliği nedeniyle, daha ağır ikisinin ölçülebilir bir şekilde yerçekimsel olarak etkileşime girmesi gerektiğini fark ettiler. Bu rezonansa yakın durumdan kaynaklanan bozulmaların büyüklüğü ve kesin paterni, gezegensel yörüngelerin karşılıklı olarak yönlendirilmesine ve gezegen kütlelerine bağlı olduğundan, ilke olarak, bu bilgiyi kesin zamanlama gözlemlerinden çıkarabilir.
Wolszczan, 1994'te gezegen pulsarının zamanlamasında öngörülen pertürbasyon etkisinin varlığını göstererek bu yaklaşımın uygulanabilirliğini gösterdi. Aslında, gezegenler ve gezegen uyduları arasındaki rezonansların yaygın olarak gözlendiği güneş sisteminin ötesinde böyle bir etkinin ilk gözlemiydi. Son yıllarda, gökbilimciler ayrıca normal yıldızlar etrafındaki dev gezegenler arasındaki yerçekimi etkileşimlerinin örneklerini de tespit ettiler.
Konacki ve Wolszczan, dev Arecibo radyo teleskobu ile 1990-2003 yılları arasında yapılan PSR B1257 + 12'nin mikrosaniye hassasiyetli zamanlama gözlemlerine rezonans etkileşim tekniğini uyguladılar. Astrofizik Dergi Mektuplarında görünecek bir makalede, zamanlama verilerinde tespit edilebilen gezegensel pertürbasyon imzasının, pulsarın etrafında dönen iki gezegenin kütlelerinin şaşırtıcı derecede doğru tahminlerini elde edecek kadar büyük olduğunu gösterirler.
Konacki ve Wolszczan tarafından yapılan ölçümler, pulsar gezegenlerin çok daha büyük olma olasılığını ortadan kaldırıyor; bu, yörüngelerinin gökyüzüne göre daha “yüz yüze” yönelmesi durumunda geçerli olacaktır. Aslında, bu sonuçlar, güneş sisteminin ötesinde bir pro-düzlemsel diskten oluşturulan Dünya boyutlu gezegenlerin ilk kesin tanımlamasını temsil eder.
Wolszczan, “Bu bulgu ve pulsar sisteminin görünüşünün iç güneş sistemine olan çarpıcı benzerliği, yakın yıldızların etrafındaki Dünya benzeri gezegenlerin gelecekteki aramalarını planlamak için önemli bir kılavuz oluşturur.”
Orijinal Kaynak: Caltech Haber Bülteni
