Hassas astrometri kullanarak, gezegen yoldaşlarına işaret eden yıldız yalpalamalarını tespit etti. Takip eden çalışmalar ikisini doğruladı: dev bir ötegezegen ve bir kahverengi cüce. Bu bulgular mevcut gezegen oluşumu teorilerine meydan okuyor ve farklı gözlem tekniklerini birleştirmenin gücünü sergiliyor.
Gaia'nın Beklenmedik Gezegen Keşifleri
Avrupa Uzay Ajansı'nın Gaia görevi, yaklaşık bir milyar yıldızı birden fazla kez gözlemleyerek yıldızların konumlarını ve hareketlerini olağanüstü bir hassasiyetle haritaladı. Bu çaba, önümüzdeki yıllarda astronomik keşiflere öncülük edecek olan Samanyolu'nun geniş bir 3B haritasını üretti. Gaia'nın çalışması, gök cisimlerinin konumlarının ve hareketlerinin hassas bir şekilde ölçülmesi olan astrometriye dayanmaktadır.
Gaia yıldızları incelemek için tasarlanmış olsa da, aynı zamanda potansiyel ötegezegenleri de tespit etti. Şimdi, radyal hız tekniklerini kullanan takip gözlemleri bu gezegenlerden birini doğruladı. Bu keşif özellikle ilgi çekici çünkü gezegen ötegezegen biliminde bir aykırı değer — özellikleri mevcut gezegen oluşumu modellerine meydan okuyor.
Gaia gezegen avlamak için inşa edilmemişti, ancak hassasiyeti onları yine de bulmayı mümkün kıldı. Tespit ettiği gezegenler devasa büyüklüktedir ve düşük kütleli yıldızların yörüngesinde dönerler. Bu gezegenler yıldızlarında minik kütle çekimsel çekimler yaratır ve yıldızların hafifçe sallanmasına neden olur; bu Gaia'nın ölçebileceği bir harekettir. Ancak bu tespitleri doğrulamak için ek gözlemler gerekiyordu.
WIYN 3,5 Metrelik Teleskop
Gökbilimciler, ESA'nın Gaia uzay aracı tarafından ilk kez tespit edilen bir dış gezegenin ve bir kahverengi cücenin varlığını doğrulamak için Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'ndeki (KPNO) WIYN 3,5 metrelik Teleskop'taki NEID spektrografını kullandılar. Kaynak: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/T. Matsopoulos
Araştırmacılar, Gaia'nın bulgularını doğrulamak için NSF'nin Kitt Peak Ulusal Gözlemevi'ndeki WIYN 3,5 metrelik Teleskop'taki NEID spektrografını kullandılar. Bu yıldız yalpalamalarının neden olduğu radyal hız kaymalarını analiz ederek, devasa bir dış gezegenin ve bir kahverengi cücenin varlığını doğruladılar. The Astronomical Journal'da yayınlanan bulguları, "Gaia-4b ve 5b: Gaia Astrometrik Yörünge Çözümlerinin Radyal Hız Doğrulaması, Düşük Kütleli Yıldızların Yörüngesinde Dönen Devasa Bir Gezegen ve Kahverengi Bir Cüceyi Ortaya Çıkarıyor" başlıklı bir çalışmada ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Çalışma, Amsterdam Üniversitesi'ndeki Anton Pannekoek Astronomi Enstitüsü'nden Gudmundur Stefansson tarafından yönetilmiştir.
"Gaia, son derece hassas astrometri ile yıldızların gezegen yoldaşlarını tespit etme vaadini fazlasıyla yerine getiriyor..."
Jayadev Rajagopal, NSF NOIRLab'ın ortak yazarı
Dış Gezegen Gaia 4b
Gaia-4b, yaklaşık 244 ışık yılı uzaklıktaki Gaia-4 yıldızının yörüngesindedir. Jüpiter'den yaklaşık on iki kat daha büyük ve 570 günlük bir yörünge periyoduna sahip. Nispeten soğuk bir gaz devi gezegen. Bu sanatçının izlenimi, Gaia'nın astrometrik verileriyle belirlenen yörünge hareketinin bir kısmını görselleştiriyor. Yıldız ve gezegen ölçekli değil. Kaynak: ESA/Gaia/DPAC/M. Marcussen
Gaia'nın Verilerini ve Zorluklarını Anlamak
En son Gaia veri yayını, Gaia Astrometrik İlgi Nesneleri (Gaia-ASOI'ler) listesini içeriyor. Bunlar, bir dış gezegenden etkilenmiş gibi hareket ediyor gibi görünen yıldızlar.
Baş yazar Stefansson, "Ancak, bu yıldızların hareketi mutlaka bir gezegenden kaynaklanmıyor. Bunun yerine, 'yıldız' Gaia'nın onları ayrı nesneler olarak tanıması için birbirine çok yakın olan bir çift yıldız olabilir. Bir gezegenden kaynaklandığı görünen konumdaki küçük kaymalar, aslında iki yıldızın konumundaki daha büyük kaymaların neredeyse mükemmel bir şekilde iptal edilmesinden kaynaklanıyor olabilir." dedi.
Takip spektroskopisi Gaia'nın yapamadığını yapabilir ve nesnelerin ikili yıldızlar mı yoksa yıldızlar ve yörüngelerindeki gezegenler mi olduğunu belirleyebilir. Araştırmacılar takip gözlemlerini gerçekleştirmek için NEID spektrografını ve diğer ikisini, yani Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu ve FIES Spektrografını kullandılar. Radyal hızda, spektrograflar yakındaki gezegenler onları çekip sallandırdıkça yıldızlardan gelen maviye ve kırmızıya kayan ışığı ölçer. Bunu yapmak aşırı hassasiyet gerektirir ve üç spektrograf da bunu yapabilir.
Gezegen Adaylarını İkili Yıldızlardan Ayırma
Araştırmacılar Gaia'nın aday dış gezegenler tespit ettiği 28 ayrı yıldız sistemini inceledi.
Sonuçlara göre, sistemlerden 21'inin alt yıldız yoldaşı yok. Bunun yerine, bu 21'i ikili yıldız sistemleri. Diğer beşi kesin değil ve doğrulanmaları veya çürütülmeleri için daha fazla gözlem ve veri gerektiriyor.
Ancak 21'den ikisi doğrulandı: biri şu anda Gaia-4b olarak adlandırılan bir ötegezegen ve biri de Gaia-5b olarak adlandırılan kahverengi bir cüce.
Gaia-4b: Ötegezegenler Arasında Bir Dev
Gaia-4b, yaklaşık 11,8 Jüpiter kütlesine sahip devasa bir ötegezegendir. 0,644 güneş kütlesine sahip bir yıldızın etrafında 571 günlük bir yörünge izler. Gaia tarafından bulunan ilk doğrulanmış ötegezegen olma ayrıcalığına sahiptir. Ayrıca, Gaia'nın yönteminde bulunan gözlemsel önyargıyı yansıtan, düşük kütleli bir yıldızın etrafında yörüngede olduğu tespit edilen en büyük gezegenlerden biridir.