En Karanlık Gezegen: TrES-2b

Evrende her bir cismin, daha önceki yazılarımızda detaylarıyla anlattığımız gibi belli bir yansıtabilirlik seviyesi yani “albedosu” bulunur.

Cisimlerin albedo değerleri 0 ile 1 arasında gösterilir. 0’a yakın değerler cismin yansıtabilirliğinin düşük olduğunu ifade ederken, 1’e yakın değerler yansıtabilirliğin yüksek olduğunu gösterir. Açık renkli cisimler genellikle ışığı iyi yansıttıklarından albedoları 1’e yakın değerlerde numaralandırılır. Ancak albedosu 0 veya 1 olan hiçbir cisim olamaz. Yalnızca 0 veya 1’e çok yakın değerlere ulaşabilirler.

Örneğin oldukça kötü bir yansıtıcı olan kömürün albedosu 0.12’dir. Yani ışığın yüzde 12’lik bir bölümünü yansıtmaktadır. İyi bir yansıtıcı olduğunu kolayca tahmin edebileceğiniz karın albedosu ise 0.80 ile 0.90 arasında değişmektedir. Yani kar, ışığın yüzde 90’ını yansıtabilecek ölçüde iyi bir yansıtıcıdır.

Albedo değeri, kar ve kömür gibi cisimlerin yansıtıcılığını ifade etme amacıyla kullanılmakla beraber, astronomide de oldukça yaygın bir kullanıma sahip. Ancak albedo değerini yine astronomide Dünya’dan gökyüzündeki cisimlerin parlaklık seviyelerini belirtmek için sıkça kullanılan “kadir” değeriyle karıştırmamak gerekir. Kadir, yalnızca gökcisimleri için kullanılır ve cisimlerin görünür parlaklığını ifade eder, yansıtabilirlik değerlerini değil.

Kadir sistemine göre bir gökcisminin parlaklığı ne kadar fazlaysa matematiksel olarak o kadar küçük sayılarla ifade edilir ve hatta bu sayılar çoğu zaman eksi değerlere kadar ilerler. Örneğin yeryüzünden görülen en parlak yıldız olan Sirius yıldızının görünen kadri -1.46’dır. Oldukça uzak olduğundan düşük parlaklığa sahip olan cüce gezegen Plüton’un kadri ise (+)13.7’dir.

Parlaklık ve yansıtabilirlik kavramlarının arasında bir ilişki bulunduğunu düşünüp albedo ve kadir arasında bir orantı olduğu yanılgısına düşebilirsiniz. Ancak böyle bir şey söz konusu değil. Nitekim yukarıda da belirttiğimiz üzere Plüton Dünya’dan son derece soluk görünmesine rağmen, yansıtıcılığı 0.40 gibi bir oranla oldukça yüksektir. Kadir ve albedo arasındaki orantısızlığı daha çarpıcı bir şekilde ifade etmek için Ay’ın albedo ve kadir değerlerine bir bakalım:

Ay, dolunay evresinde -12.5’luk kadir değeriyle gökyüzünde oldukça parlak görünürken, albedosu yalnızca 0.12’dir, yani bildiğimiz kömürle aynı derecede yansıtabilirlik seviyesine sahip.

Yine de evrende Ay’dan ve kömürden çok daha kötü yansıtıcılar da var. yüzde 100’e yakın soğurma oranı ya da yüzde 1’den daha az bir yansıtma oranıyla keşfedilen en karanlık gezegen olma unvanına sahip TrES-2B ötegezegeni gibi… Gelin şimdi bu gezegen neymiş, ne değilmiş, ne derdi varmış da her şeyi bu kadar içine atıyormuş bir bakalım.

Trans-Atlantic Ötegezegen Araştırma (TrES) projesiyle astronomlar, 21 Ağustos 2006 tarihinde bizden 750 ışık yılı uzaklıktaki TrES-2 yıldızının yörüngesinde dönmekte olan TrES-2b (diğer adıyla Kepler-1b) ötegezegenini keşfettiler. Ötegezegenin keşfi 8 Eylül 2006’da onaylandıktan sonra üzerinde çalışılmaya devam edildi.

NASA, 2009 yılında geçiş yöntemiyle yeni ötegezegenler keşfetmek için başlattığı Kepler Projesi’yle, TrEs-2b üzerinde çalışmaya başladı ve aynı yılın Nisan ayında da gezegenin ilk fotoğrafını yayınladı. Bundan iki yıl sonra, yani 2011’de TrES-2b’nin inanılmaz düşük derecede geometrik albedoya sahip olduğu ölçüldü. Buraya kadar yalnızca “albedo” dedik, “geometrik albedo da neyin nesi?” diyebilirsiniz. Devam etmeden önce bunun hakkında da biraz bilgi verelim:

Aslında iki tür albedo vardır. Bunlardan biri yazının başından beri örneklerini verdiğimiz “Bond albedo”dur. Diğeri ise “geometrik albedo” olarak isimlendirilir. Bond albedo, elektromanyetik ışınımın (görünür ışık da bu sınıfa girer) bir cisme çarptıktan sonra cismin yansıttığı toplam enerjinin ifade edilmesidir. Geometrik albedo ise cismin, albedoya sebep olan ışık kaynağına oranının parlaklığıdır.

Bond albedo açısından düşünürsek; herhangi bir cismin ışık kaynağından gelen enerjinin tümünü sıfır soğurmayla geri yansıtması mümkün olmadığından, Bond albedo değeri daima 0 ile 1 arasında olmak zorundadır. Ancak geometrik albedo açısından düşündüğümüzde, böyle bir zorunluluk bulunmadığı için geometrik albedo değeri 1 değerinin üzerine dahi çıkabilir.

Örneğin Bond albedosu 0.99 olan Enceladus’un geometrik albedo açısından değeri 1.4’tür. Başka bir deyişle, Enceladus’un ışık kaynağına oranla Bond albedosu 1.4 kat daha yüksektir. Bu yüzden geometrik albedo ile Bond albedo değerleri çoğunlukla birbirlerinden daha fazla ya da az değerdedirler.

TrES-2b’nin sayısal olarak albedo oranları tam da şöyle;

Bond albedo değeri; 0.04 (Yani elektromanyetik ışınımı yüzde 1’den daha az bir oranla yansıtıyor. yüzde 99’undan daha fazlasını ise soğuruyor.

Geometrik albedo değeri; 0.0136 (Bond albedoya kıyasla daha düşük bir oran.)

Peki neden bu kadar karanlık?

Bu sorunun cevabını tam ve kesin olarak veremesek de, elimizde ikna edici veriler de yok değil. Öncelikle TrES-2b’nin yıldızına yalnızca 4 milyon km uzaklıkta olduğunu söylemek gerek. Bu, gerçekten gezegenin yıldızına çok yakın olduğu anlamına geliyor. Karşılaştırma yapmanız açısından şunu söyleyelim; gezegenimiz Dünya, yıldızına yani Güneş’e 150 milyon km uzaklıktadır. Yani TrES-2b gezegeni yıldızına, bizim Güneş’e olan uzaklığımıza kıyasla 37.5 kat daha yakın. Güneş’e en yakın gezegen olan Merkür bile yaklaşık 58 milyon km uzaklıkta. Diğer bir deyişle TrES-2b, yıldızına Merkür’ün Güneş’e olan uzaklığına oranla 14.5 kat daha yakın.

Eh, yıldızına bu kadar yaklaşan bir gezegen elbette cezalandırılacaktır. Elimizdeki bir hipoteze göre Jüpiter büyüklüğünde sıcak bir gaz devi olan TrES-2b, yıldızına çok yakın olduğundan Jüpiter’de olduğu gibi ışığı yansıtan amonyak bulutları oluşturabilmesi için fazlasıyla sıcak.

TrES-2b, yaklaşık 1.800 santigrat derece sıcaklığının amonyak bulutlarını oluşumunu engellemesi yetmezmiş gibi, bir de ısıyı çok iyi emen buharlaşmış sodyum, potasyum ve titanyum oksit gibi bileşenlere sahip. Hal böyle olunca TrES-2b’nin ışığı bu kadar iyi soğuruyor olması çok da şaşırtıcı değil gibi gözüküyor.

Yine de bütün bunlar, bunun gibi aşırı ölçülerde soğurmayı tam olarak açıklayamıyor. Görünüşe göre TrES-2b ötegezegeninin inanılmaz karanlık olmasına sebep olan başka kimyasallar ya da henüz keşfetmediğimiz durumlar var. İşte bütün bu belirsizlikler ve gezegenin inanılmaz karanlığı bizim TrES-2b’ye hayran kalmamızı sağlıyor.

Kemal Cihat Toprakçı

Kaynakça:

(1) http://www.space.com/4151-largest-exoplanet-discovered.html
(2) http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/albedo.html
(3) http://ssd.jpl.nasa.gov/?glossary&term=albedo
(4) https://en.wikipedia.org/wiki/TrES-2b

Bu yazımız, sitemizde ilk olarak 10 Kasım 2018 tarihinde yayınlanmıştır.