Uluslararası bir araştırma ekibi, SIMP 0136 olarak bilinen ve gezegen kütlesinde serbestçe dolaşan bir cismin parlaklığında daha önce tespit edilen değişimlerin, sadece bulutlarla açıklanamayacağını ortaya koydu. Bilim insanları, bu değişimlerin karmaşık atmosfer koşulları ve birden fazla faktörün etkileşimiyle oluştuğunu belirledi.
Araştırma ekibi, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanarak SIMP 0136’nın iki tam dönüş periyodu boyunca yaydığı geniş kızılötesi ışık spektrumunu izledi. Elde edilen veriler sayesinde, daha önce doğrudan gözlemlenemeyen bulut katmanları, sıcaklık değişimleri ve atmosferdeki karbon kimyasına dair önemli bulgulara ulaşıldı.
Elde edilen sonuçlar, hem Güneş Sistemi’ndeki hem de ötesindeki gaz devi gezegenlerin atmosferlerine dair önemli bilgiler sunuyor. Araştırmacılar, bu tür cisimlerin detaylı bir şekilde incelenmesinin, 2027’de faaliyete geçmesi planlanan NASA’nın Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu ile gerçekleştirilecek doğrudan ötegezegen gözlemleri için de kritik bir hazırlık niteliğinde olduğunu vurguluyor.
SAMANYOLU’NDA SERBESTÇE DOLAŞAN DEV
Yaklaşık Jüpiter’in 13 katı kütleye sahip olan SIMP 0136, hızlı dönüşüyle dikkat çekiyor ve Dünya’dan yalnızca 20 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. Herhangi bir yıldıza bağlı olmayan ve bir kahverengi cüce olabileceği belirtilen bu gök cismi, ötegezegen atmosferlerini incelemek için ideal hedeflerden biri olarak öne çıkıyor.
Kuzey gökyüzünde türünün en parlak nesnesi olan SIMP 0136, yörüngesinde bir yıldız bulunmadığı için herhangi bir yıldız ışığının paraziti olmadan doğrudan gözlemlenebiliyor. Ayrıca, yalnızca 2,4 saatlik kısa bir dönüş süresine sahip olması, gözlemlerin verimli bir şekilde yapılmasına olanak tanıyor.
SIMP 0136, James Webb gözlemlerinden önce de yer tabanlı teleskoplar ve NASA’nın Hubble ve Spitzer uzay teleskoplarıyla detaylı şekilde incelenmişti. Bilim insanları, parlaklığının zamanla değiştiğini ve bu değişimlerin, görüş alanına girip çıkan ve zamanla evrim geçiren parçalı bulutlarla bağlantılı olduğunu daha önce tespit etmişti. Ancak, sıcaklık değişimlerinin, kimyasal reaksiyonların ve aurora aktivitelerinin de bu değişimlerde rol oynayabileceği tahmin edilse de, net bir sonuca ulaşılamamıştı. Bu nedenle, Webb’in geniş dalga boyu aralığında parlaklık değişimlerini yüksek hassasiyetle ölçme kapasitesi kritik bir önem taşıyordu.
BİNLERCE FARKLI KIZILÖTESİ SPEKTRUM İNCELENDİ
Araştırma kapsamında, Webb’in NIRSpec (Yakın Kızılötesi Spektrograf) aracı kullanılarak, SIMP 0136’nın tam bir dönüşü boyunca her 1,8 saniyede bir olmak üzere 0,6 ila 5,3 mikron arasında binlerce ayrı spektrum toplandı. Bu gözlemi, MIRI (Orta Kızılötesi Enstrüman) ile gerçekleştirilen ve ikinci bir dönüş boyunca her 19,2 saniyede bir olmak üzere 5 ila 14 mikron arasındaki yüzlerce spektroskopik ölçüm izledi.
Böylece, cismin farklı yüzleri görüş alanına girip çıkarken her dalga boyunda parlaklık değişimini gösteren yüzlerce ayrıntılı ışık eğrisi elde edildi. Araştırmacılar, bu verilerin SIMP 0136’nın atmosferik yapısına dair çok önemli ipuçları sunduğunu ifade etti.
Araştırmada, SIMP 0136’nın spektrumunun dakikalar içinde bile değişim gösterdiği tespit edildi. Önceden yalnızca Hubble’dan alınan dar bir yakın kızılötesi spektrum dilimi ve Spitzer’dan alınan birkaç parlaklık ölçümü mevcutken, James Webb verileri bu değişkenliğin çok daha karmaşık ve dinamik bir yapıda olduğunu ortaya koydu.
Bilim insanları, elde edilen ışık eğrilerini incelediklerinde, birbirinden farklı birkaç parlaklık değişim modeli belirledi. Farklı dalga boylarının bazıları parlaklaşırken, bazıları sönükleşti ya da hiç değişiklik göstermedi. Bu durum, parlaklık değişimlerinin birden fazla atmosferik faktörün etkisi altında gerçekleştiğini gösterdi.
ATMOSFERİN KARMAŞIK DİNAMİKLERİ
Araştırma ekibi, SIMP 0136’daki değişimlerin kaynağını anlamak için atmosferik modeller kullanarak, farklı dalga boyundaki ışığın atmosferin hangi derinliklerinden geldiğini belirlemeye çalıştı. Elde edilen veriler, benzer ışık eğrisi desenlerine sahip dalga boylarının genellikle aynı atmosferik katmanlardan kaynaklandığını ortaya koydu.
Araştırmacılar, bazı dalga boylarının demir parçacıklarından oluşan alt katmanlardaki parçalı bulutlarla bağlantılı olduğunu, bazı dalga boylarının ise silikat minerallerinden oluşan daha yüksek katmanlardaki bulutlarla ilişkili olduğunu belirledi. Bu iki bulut katmanındaki parçalanma, parlaklık değişimlerinde doğrudan etkili oldu.
Ayrıca, çok yüksek irtifalarda gözlemlenen ve bulutlardan bağımsız şekilde değişen bir dalga boyu grubu da tespit edildi. Bu grup, atmosferdeki sıcaklık değişimleriyle doğrudan bağlantılı görünüyor. Bu sıcaklık değişimlerinin, radyo dalga boylarında daha önce gözlemlenen aurora aktiviteleriyle ya da atmosferin alt katmanlarından yükselen sıcak gazlarla ilişkili olabileceği düşünülüyor.
Öte yandan, bazı ışık eğrilerinde ne bulutlar ne de sıcaklık değişimleriyle açıklanabilecek farklılıklar gözlendi. Bu değişimlerin atmosferik karbon kimyasıyla bağlantılı olduğu tahmin ediliyor. Dönen karbon monoksit ve karbondioksit cepleri ya da zamanla meydana gelen kimyasal reaksiyonların bu değişkenliğe neden olabileceği ifade ediliyor.
Araştırmacılar, atmosferdeki kimyasal süreçlerin henüz tam olarak anlaşılmadığını, ancak bu sonuçların, metan ve karbondioksit gibi moleküllerin zaman içinde ve atmosferin farklı bölgelerinde değişebileceğini gösterdiğini vurguluyor. Bu durum, gelecekte ötegezegenleri incelerken sadece tek bir ölçümle gezegenin genel atmosferik yapısını anlamanın mümkün olmayabileceğini ortaya koyuyor.
