Sıcak Jüpiter

Bir sanatçının bir sıcak Jüpiter resmi.

Sıcak Jüpiterler (İngilizcede hot Jupiter veya roaster planet,^[1] epistellar jovians,^[2][3] pegasids^[4][5] veya pegasean planets de denir), kütlesi Jüpiter'e yakın veya onun (1,9×10e²⁷ kg) katı olan bir cins Güneş dışı gezegendir. Jüpiter, yıldızı olan Güneş'i uzaktan dolaşırken sıcak Jüpiterler, takrîben (2,2×10⁶ ve 75×10⁶ km) uzaktan ana yıldızları etrafında dolaşırlar.^[6]

En iyi bilinen sıcak Jüpiterlerden biri, kendisine Bellerophon da denilen 51 Pegasi b'dir. 1995'te keşfedilen bu Güneş dışı gezegen, Güneş benzeri bir yıldız etrafında dönenlerden ilkidir.

Genel özellikler

Hot Jupiters (along left edge, including most of planets detected using the transit method, indicated with black dots) discovered up to 3 Ekim 2010.

Sıcak Jüpiterlerin bazı ortak karakteristikleri bulunmaktadır:

• Uzaktan bakıldığında etrafında döndükleri yıldızın önünden geçerek Dünya’dan bakıldığında bir tutulmaya sebep olma ihtimalleri, aynı kütlede olup daha uzaktan yıldızı etrâfında dönen bir başka gezegene göre daha büyüktür. En hatırı sayılır örnekler, yıldızının önünden geçtiği tespit edilen ve 2007’de Spitzer Uzay Teleskobu tarafından haritalanan ilk sıcak Jüpiter HD 209458 b ile Kepler Uzay Aracı’nın son zamanlarda incelenen HAT-P-7b’dir.
• Yıldızlarından aldıkları yüksek ışımadan dolayı yoğunlukları, böyle olmaması durumuna göre daha düşüktür. Bu durum, yıldızı önünden geçmekte olan gezegenin kenar kararmasında giriş ve çıkış sınırlarının saptanını zorlaştırır ve dolayısıyla yarıçap tespiti de zorlaşır.
• Hepsinin gezegen göçüyle şimdiki yörüngelerine geldiği düşünülür. Çünkü şu anki konumları, bu kütedeki bir gezegenin oluşumu için hiçbir zaman yeterli madde bulunduramamıştır.
• Bunların çoğunun dairesel (düşük dış merkezli) yörüngeleri vardır. Çünkü yörüngeleri daireselleşmiştir veya librasyonla daireselleşmektedir. Bunun sonucunda gezegen, kendi ve yıldızı etrafındaki dönüşünü senkronleştirerek yıldızına her zaman aynı yüzünü gösterir. Başka bir ifâdeyle gezegen, yıldızı etrafında eşzamanlı döner.
• Yüksek hızlı rüzgârlarla ısıyı gündüz tarafından gece tarafına yayarak bu iki taraf arasındaki sıcaklık farkını başka gezegenlere nispeten düşük seviyede tutarlar.

Sıcak Jüpiterler, etrafında döndükleri yıldızların hareketlerinde diğer gezegen türlerine nispetle daha büyük ve hızlı değişikliklere sebep olduklarındın radyal hız metoduyla en kolay tespit edilen gezegenlerdir.

Sıcak Jüpiterlerin gezegenlerin kaya, buz ve gazlardan oluşabileceği donma çizgisinden daha dışarılarda oluştuklarına inanılır. Daha sonra yıldızlarına doğru göç ederek sonunda stabil bir yörüngeye yerleşirler.^[7] Bu gezegenlerin genelde iki göç yaptıkları veya muhtemelen başka gezegenlerle etkileştikleri sanılır. Göç, Güneş bulutumsusu zamânında başlar ve tipik olarak yıldız T-Tauri aşamasına girince durur. Bu sırada esen kuvvetli yıldız rüzgârları, geriye kalan bulutumsunun çoğunu ortadan kaldırır.

Sıcak Jüpiterlerin atmosferleri ve dış tabakaları sıyrıldıktan sonra (hidrodinamik kaçış) çekirdekleri chthonian gezegen olabilirler. Dış tabakaları kaybetmeleri, gezegenin büyüklüğü ve oluştuğu malzemeye ve yıldızından uzaklığına bağlıdır. Tipik bir sistemde yıldızından 0,02 AB uzakta olan gaz devi, hayâtı boyunca kütlesinin %5 ilâ %7’sini kaybeder. Fakat 0,015 AB’den daha yakında dolanmak, çekirdeği dışında gezegenin tamâmen buharlaşması demek olabilir.^[8]

Sıcak Jüpiterli sistemlerde gezegenler

Simülasyonlar göstermiştir ki, Jüpiter boyutlarındaki bir gezegenin, yıldızdan 5 ilâ 0,1 AB uzaklıktaki bölgeyi kaplayabilen iç proto-gezegen diskinden geçerek yaptığı göçün sanıldığı kadar yıkıcı olmadığını göstermiştir. Simülasyonlarda diskteki gezegenimsiler ve proto-gezegenler dâhil maddenin %60’tan fazlasının dışarıya doğru saçıldığı, böylece gezegen oluşturan diskin gaz devin arkasından tekrar şekillendiğine görülmüştür.^[9] Simülasyonlarda sıcak Jüpiter'in geçip 0,1 AB’de bir yörüngede stabilize olduktan sonra iki Dünya kütlesine kadar olan gezegenlerin yaşanabilir bölgede (İng. habitable zone) oluşabildiği anlaşılmıştır. Ayrıca iç yıldız sistemi malzemelerinin ve donma sınırı dışında kalan dış yıldız sistemi malzemeleriyle karışmasıyla sıcak Jüpiter'in geçmesinden sonra oluşan dünyasal gezegenlerin özellikle su açısından zengin olduklarını ortaya koymuştur.^[9]

Ters yönlü yörünge

Birkaç sıcak Jüpiter'in ters yönlü yörüngelerde olduğu (İng. ‘’retrograde orbit’’) ve bunun gezegen oluşum kuramlarının doğruluğu konusunda şüpheler uyandırmıştır.^[10] Bunun gezegenin yörüngesinin bozulması yerine yıldızın manyetik alanıyla gezegen oluşturan disk arası interactiondan dolayı ekseni etrafında takla atarak dönüş yönünü değiştirmesinden kaynaklanmış da olabilir.^[11] Yeni gözlemler eski verilerle birleştirilince alınan sonuçlara göre incelenen sıcak Jüpiterlerin yarısından fazlasının yörüngelerinin ana yıldızlarının dönüş ekseniyle aynı hizâda olmadığı (misaligned), altı güneşdışı gezegenin de ters yönde bir yörüngede olduğu saptanmıştır (retrograde motion).

Çok kısa periyotlu gezegenler

Çok kısa periyotlu gezegenler, dönüş periyotları bir günden az olan bir sıcak Jüpiter çeşidi olup ancak 1,25 Güneş kütlesinden az kütlesi olan yıldızların etrafında görülmektedir.^[12] Bu tür gezegenler, yıldızları etrâfında târif edilen bütün diğer gezegensi cisimlerden daha yakında seyrederler.

Beş ok kısa periyotlu gezegene Samanyolu’nun teker adı verilen merkez bölgesinde keşfedilmiştir. Hubble Uzay Teleskopu tarafından ilk defâ gözlenip Space Telescope Science Institute, the Universidad Catolica de Chile, Uppsala University, High Altitude Observatory, INAF–Osservatorio Astronomico di Padova ve Los Angeles’deki Kaliforniya Ünivesitesi tarafından târif edilmişlerdir.^[12] Bunların dışında yukarıdaki hipotezi desteklemeyen, Wasp-18b gibi yıldızı önünden geçen (transit yapan) ve yıldızı etrâfındaki dönüşünü bir günden az bir zamanda tamamlayan sıcak Jüpiterler de keşfedilmiştir.

Şişkin gezegenler

Even though Kepler-7b is only half the mass of Jüpiter it is eight times more diffuse.^[13]

Büyük çaplı ve çok düşük yoğunluklu gaz devi gezegenler bâzen "puffy gezegen"^[14] veya benzer yoğunluklarından dolayı "sıcak Satürnler"ler de denir. Puffy gezegenler, yıldızları etrafında çok yakından dolanıyor olabilirler. Bu, yıldızın yoğun ısısının ve gezegenin dâhilî ısısının gezegen atmosferini sıkıştıracağı için mümkündür (gezegenin atmosferini şişirmeye yardım eder). Transit metoduyla altı büyük çap ve düşük yoğunluklu gezegen keşfedilmiş olup bunlar, keşfediliş sırasına göre HAT-P-1b,^[15][16] COROT-1b, TrES-4, WASP-12b, WASP-17b ve Kepler-7b’dir. Radiâl hız metoduyla tespît edilen bazı sıcak Jüpiterler, puffy gezegenler olabilir. Bunların çoğu kütlesi iki Jüpiter kütlesinden azdır. Çünkü daha kütleli gezegenlerin daha kuvvetli çekim alanları olup bu onları takriben Jüpiter boyutunda kalmasını sağlamaktadır.

Ayrıca bakınız

• Sıcak Neptün

Kaynakça

1. Predicting the Atmospheric Composition of Extrasolar Giant Planets, Lunar and Planetary Science Conference, 2004, http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2004/pdf/1152.pdf 
2. epistellar jovians, The Internet Encyclopedia of Science, http://www.daviddarling.info/encyclopedia/E/epistellar_jovian.html 
3. What is an "Epistellar Jovian Exoplanet"?, The Astronomy Cafe, http://www.astronomycafe.net/qadir/q2858.html 
4. (PDF) Interiors of extrasolar planets: A first step, Astronomy & Astrophysics, 2006-05-30, http://www.aanda.org/images/stories/PressRelease/PRaa200611/praa200611_print.pdf 
5. Inside Exoplanets: Motley Crew of Worlds Share Common Thread, Space.com, 2006-06-05, http://www.space.com/scienceastronomy/060605_mm_pegasids.html 
6. 'Hot Jupiter' Systems may Harbor Earth-like Planets, PhysOrg.com, 2006-03-19, http://www.physorg.com/news11909.html 
7. Planet Formation with Type I and Type II Migration. 38. AAS/Division of Dynamical Astronomy Meeting. 2007-07-01. Bibcode 2007DDA....38.0604C. 
8. "Exoplanets Exposed to the Core". 2009-04-25. 30 Nisan 2009 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20090430082315/http://www.astrobio.net:80/news/article3112.html. 
9. "On the formation of terrestrial gezegenler in hot-Jüpiter systems", A&A 461: 1195–1208, 2007, arXiv:astro-ph/0610314, Bibcode 2007A&A...461.1195F, DOI:10.1051/0004-6361:20066171. 
10. Turning planetary theory upside down, Royal Astronomical Society, 2010-04-13, http://www.astro.gla.ac.uk/nam2010/pr10.php 
11. Tilting stars may explain backwards gezegenler, New Scientist, 01 September 2010, Magazine issue 2776.
12. Sahu, K.C. et al. 2006. Transiting extrasolar planetary candidates in the galactic bulge. Nature 443:534-540
13. "Summary Table of Kepler Discoveries". NASA. 2010-03-15. 11 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20160511054656/http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/. 
14. "Puzzling Puffy Planet, Less Dense Than Cork, Is Discovered". The New York Times. 2010-11-11. http://www.nytimes.com/2006/09/15/science/space/15planet.html. 
15. Ker Than (2006-09-14). "Puffy 'Cork' Planet Would Float on Water". Space.com. 20 Aralık 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20101220051052/http://www.space.com:80/scienceastronomy/060914_cork_planet.html. 
16. "Puffy planet poses pretty puzzle". BBC News. 2006-09-15. http://news.bbc.co.uk/2/hi/sci/tech/5346998.stm. 

Dış bağlantılar

• Inside Exoplanets: Motley Crew of Worlds Share Common Thread
• NASA: Global temperature map of an exoplanet
• First known theoretical prediction about existence of Hot Jüpiterler - by Otto Struve in 1952.
• Audio: Cain/Gay Hot Jüpiterler and Pulsar Planets - Sept 2006.