Süperpuf olarak adlandırılan bu gezegenler, kataloglanmış 6300 gezegenden sadece 40'ının dahil olduğu nadir bir tür. Aynı sistemde iki tanesinin birden keşfedilmesi ise olağanüstü bir durum.
Gökbilimciler, Jüpiter büyüklüğünde ancak yoğunlukları o kadar düşük ki pamuk şeker kadar hafif olan iki dev gezegen keşfetti. TOI-791 b ve TOI-791 c adı verilen bu gezegenler, Dünya'dan yaklaşık 1110 ışık yılı uzaklıkta, Güney Yarımküre'deki Uçan Balık takımyıldızında yer alan bir cüce yıldızın etrafında dönüyor.
TOI-791 b'nin yoğunluğu santimetreküp başına yalnızca 0,0038 gram iken, TOI-791 c'nin yoğunluğu santimetreküp başına 0,0048 gram. Pamuk şekerle yapılan karşılaştırma oldukça çarpıcı çünkü pamuk şekerin yoğunluğu santimetreküp başına yaklaşık 0,05 gramdır ve bu, her iki yeni keşfedilen gezegenin yoğunluğundan daha fazladır. Güneş Sistemi'mizdeki dev gezegen Jüpiter ise bu gezegenlerden 35 kat daha yoğun.
Oxford Üniversitesi liderliğinde, Birmingham Üniversitesi ve Côte d'Azur Üniversitesi iş birliğiyle yapılan keşifle ilgili bilgiler, haziran sonunda İngiliz Kraliyet Astronomi Derneği'nin Aylık Bildirimler dergisinde yayımlandı.
Bu tür gezegenlere süperpuf adı veriliyor ve bu sadece süslü bir dil değil, kütlelerine göre alışılmadık derecede büyük olan belirli bir tür ötegezegen için astronomik bir sınıflandırma. Bunlar, bir şekilde muazzam boyutlara şişmiş ancak kütle kazanmamış gaz devleri olduğu için kendi Güneş Sistemi'mizdeki bilinen tüm gök cisimlerinden çok daha düşük yoğunluğa sahipler. NASA kataloğunda doğrulanmış 6300'den fazla ötegezegenden sadece 40 kadarı süperpuf olarak sınıflandırılabiliyor.
“Bu iki gezegenin yoğunluğu bir damla tıraş köpüğüne benziyor,” diyor Oxford Üniversitesi'nden başyazar George Dransfield bir başka renkli benzetmeyle. “Bu da onları gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğunu ve evrimleştiğini incelemek için büyüleyici bir hedef haline getiriyor.”
Böyle bir gezegen keşfetmek nadir bir durum. Aynı sistemde iki tane keşfetmek ise tam anlamıyla bir istisna. İşte bu sıra dışı dev ikili hakkında daha fazla veri: TOI-791 b neredeyse Jüpiter boyutlarında ancak kütlesi Jüpiter'in yalnızca %3'ü kadar; TOI-791 c ise daha da büyük ama Jüpiter kütlesinin yalnızca %5,9'una sahip.
Pamuk şekerle yapılan karşılaştırma, gezegenlerin yumuşak ve tatlı olduğu anlamına gelmiyor, sadece yapıldıkları maddelerin o kadar büyük bir hacme yayıldığını ve ortalama yoğunluğun neredeyse sıfır olduğunu gösteriyor.
TOI-791 b ve TOI-791 c, NASA'nın Geçiş Halindeki Ötegezegenleri Araştırma Uydusu (TESS) tarafından toplanan verileri inceleyen gönüllüler tarafından, “Gezegen Avcıları” adlı vatandaş bilimi programı kapsamında yaklaşık dört yıl arayla aday gezegen olarak işaretlenmişti. Keşif anında gerçekleşmedi; dünyanın dört bir yanındaki profesyonel gökbilimciler, amatörlerin gözlemlerini doğrulamak için sekiz yıl boyunca iş birliği içinde çalıştı. TESS misyonu önce gezegeni, yıldızının önünden geçerken parlaklıkta tekrarlayan düşüşler tespit ederek belirledi. Ancak gezegenlerin kütlelerini doğrulamak denklemin daha karmaşık kısmıydı ve ciddi fizik bilgisi gerektiriyordu.
En büyük başarılardan biri, dünyanın ucunda bulunan ASTEP (Antarktika Geçiş Halindeki Ötegezegenleri Arama) teleskobu sayesinde geldi. Antarktika kışı benzersiz bir fırsat sundu: Aylar süren tam karanlık, gökbilimcilerin her biri 11 saatten uzun süren gezegenlerin olağanüstü uzun geçişlerini yakalamasına olanak tanıdı. Bu, Dünya'dan kesintisiz olarak yapılan en uzun gezegen geçişi gözlemi oldu.
İki gezegen yoğunluklarının yanı sıra yörünge sürelerinin ötegezegenler için alışılmadık derecede uzun olmasıyla da öne çıkıyor. TOI-791 b yıldızının etrafında 139 günde, TOI-791 c ise 232 günde dönüyor. Bu kadar uzun yörüngeye sahip gezegenleri tespit etmek nadirdir; özelliklerini doğrulamak için çok uzun süreli teleskop gözlemi gerekiyor. NASA'nın Geçiş Halindeki Ötegezegenleri Araştırma Uydusu (TESS), araştırma ekibine ihtiyaç duyduğu verileri sağlamak için 7 yıl boyunca 1122 gün boyunca gözlem yaptı.
İki dev aynı zamanda kütleçekimsel ilişkilerle de bağlı, bu da onları daha da sıradışı kılıyor. TOI-791 b ve TOI-791 c, 5:3 ortalama hareket rezonansı olarak bilinen bir olayla birbirine bağlı – iç gezegenin dış gezegenin her üç turuna karşılık beş tur atmasına neden olan nadir bir konfigürasyon. Bu yörünge tangosunu sergilerken, kütleçekimsel çekim yoluyla birbirlerini etkiliyorlar ve bu da yıldızlarının önünden geçişlerinde değişikliklere yol açıyor. Bu periyodik kütleçekimsel senkronizasyon, Satürn'ün halkalarında görünür desenler oluşturan ve Jüpiter'in bazı uydularının hareketini senkronize eden olayın aynısı, ancak bunun bir süperpuf ötegezegen sisteminde gözlemlenmesi, zaten tuhaf olan keşfe bir tuhaflık katmanı daha ekliyor.
Bu kadar büyük gök cisimlerinin nasıl bu kadar hafif olabildiği, gökbilimcilerin hâlâ tartıştığı bir soru. Önde gelen teorilerden biri, süperpuf gezegenlerin toplam kütlelerinin büyük bir kısmını oluşturan devasa, hidrojen ve helyum açısından zengin atmosferlere sahip olduğunu ve bir öngezegen diskinin daha soğuk bölgelerinde, yıldızlarından uzakta oluştuklarını öne sürüyor. Soğuk dış disk, gazların yıldız ısısıyla sürüklenmeden birikmesine izin verirdi. Ancak gezegenlerin daha sonra nasıl içe göç ettikleri ve şişkin atmosferlerini nasıl korudukları hâlâ belirsiz.
Dransfield, bu puf dünyaların muhtemelen beyaz veya mavi olduğunu, gökyüzlerinin bulutlu olup olmamasına bağlı olarak pembe pamuk şeker tonlarında olmadığını düşünüyor. Bileşimlerinin çoğunlukla hidrojen ve helyum olduğu düşünülüyor, ancak bunun sonraki gözlemlerle doğrulanması gerekiyor.
İki süper hafif devin keşfi bir sonuçtan ziyade bir başlangıç noktası olarak görülüyor. Bilim insanları, gezegenlerin atmosferlerinin kimyasal bileşimi, dönüşlerinin şekillerini nasıl etkilediği ve ana yıldızlarının eğiminin yörüngeleriyle nasıl ilişkili olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmeyi umuyor. Oxford ekibi, atmosferlerinde karbon, azot ve oksijen bulunup bulunmadığını değerlendirmek için James Webb Uzay Teleskobu ile daha ileri gözlemler önerdi; bu veriler, bu inanılmaz dünyaların hangi koşullar altında oluştuğunu ortaya çıkarabilir.
