HD 108874 b, Berenis’in Saçı (Coma Berenices) takımyıldızı yönünde, Dünya’dan yaklaşık 222 ışık yılı uzaklıkta bulunan bir gaz devi ötegezegendir. Bu gezegen, HD 108874 adlı Güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dolanmakta olup, sistemdeki bilinen iki gezegenden yıldıza daha yakın olanıdır. Keşfi, gezegenin yıldızının yaşanabilir bölgesinin hemen içinde yer alması ve bir başka büyük gezegenle dinamik bir etkileşim içinde bulunması nedeniyle astronomi topluluğunda dikkat çekmiştir.

^{HD 108874 b (NASA)}

Keşif

HD 108874 b’nin varlığı, Kaliforniya ve Carnegie Gezegen Araştırma Ekibi (California and Carnegie Planet Search Team) tarafından 2003 yılında duyurulmuştur. R. Paul Butler, Geoffrey Marcy, Debra Fischer ve Steven Vogt’un da yer aldığı ekip, bu keşfi dikey hız (radyal hız) yöntemiyle gerçekleştirmiştir. Bu yöntem, bir gezegenin kütleçekim etkisiyle ev sahibi yıldızda oluşturduğu düzenli salınımların, yıldız tayfındaki Doppler kaymaları aracılığıyla tespit edilmesine dayanmaktadır.

Gözlemler, Hawaii’de bulunan W. M. Keck Gözlemevi’ndeki 10 metrelik Keck I teleskobuna yerleştirilmiş Yüksek Çözünürlüklü Eşel Spektrometresi (HIRES) ile yapılmıştır. Yıldızın dikey hız verilerinde belirlenen periyodik sinyal, yaklaşık 400 günlük bir yörüngeye sahip büyük bir gezegenin varlığını ortaya koymuştur. Aynı sistemde daha sonra keşfedilen HD 108874 c adlı ikinci gezegen ise, sistemin dinamik yapısını daha da ilgi çekici hale getirmiştir.

Ev Sahibi Yıldız: HD 108874

HD 108874, G5V spektral sınıfında yer alan ve Güneş’e oldukça benzeyen sarı bir cüce yıldızdır. Kütlesi Güneş’in yaklaşık 1,02 katı (1.02±0.03 M☉), yarıçapı ise yaklaşık 1,05 katı (1.05±0.05 R☉) olarak ölçülmüştür. Yüzey sıcaklığı yaklaşık 5.740 Kelvin olup, bu değer Güneş’in 5.778 K’lik sıcaklığına oldukça yakındır. Yıldızın metalisitesi ([Fe/H]), yani hidrojen ve helyum dışındaki ağır elementlerin oranı, Güneş’e kıyasla yüksektir ve +0.21±0.05 dex olarak belirlenmiştir. Bu da, HD 108874’ün Güneş’ten yaklaşık %62 daha fazla ağır element içerdiği anlamına gelmektedir.

Yüksek metalisite, gaz devi gezegenlerin oluşumu ile olumlu bir ilişki gösterdiğinden, bu yıldızın çevresinde böyle gezegenlerin bulunması kuramsal beklentilerle örtüşmektedir. HD 108874’ün yaşı yaklaşık 7,1 milyar yıl olarak tahmin edilmektedir; bu da onu Güneş’ten (4,6 milyar yıl) daha yaşlı bir yıldız yapmaktadır.

Fiziksel Özellikler

HD 108874 b, dikey hız yöntemiyle keşfedildiği için doğrudan belirlenebilen fiziksel özelliği minimum kütlesidir (Msin i). Bu değer, gezegenin gerçek kütlesinin, yörünge düzleminin gözlem doğrultusuna olan eğim açısının sinüsü ile çarpımına eşittir. Yapılan ölçümler, HD 108874 b’nin minimum kütlesinin Jüpiter’in yaklaşık 1,34 katı (1.34±0.04 M♃) olduğunu göstermektedir. Yörünge eğimi kesin olarak bilinmediği için bu değer bir alt sınırdır; ancak istatistiksel olarak gezegenin gerçek kütlesinin bu değere yakın olması beklenmektedir.

Bu kütle, HD 108874 b’yi Jüpiter’den daha büyük bir gaz devi olarak sınıflandırmaktadır. Bir gaz devi olması nedeniyle, gezegenin katı bir yüzeye sahip olması beklenmemektedir.

Yörünge Özellikleri ve Sistem Dinamikleri

HD 108874 b, ev sahibi yıldızının etrafındaki bir tam turunu yaklaşık 395,4 günde (395.4 ± 2.5 gün) tamamlamaktadır. Bu süre, bir Dünya yılına oldukça yakındır. Gezegenin yıldızına olan ortalama uzaklığı, yani yarı büyük ekseni, yaklaşık 1,051 astronomik birimdir (AU). Bu da, HD 108874 b’nin yörüngesinin boyutunun Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesiyle neredeyse aynı olduğunu göstermektedir. Yörüngesinin dış merkezliği oldukça düşüktür (e = 0.07 ± 0.02), bu nedenle yörüngesi neredeyse dairesel sayılmaktadır.

HD 108874 sistemi, en az iki gaz devi gezegene ev sahipliği yapmaktadır. Bunlardan dışta yer alan HD 108874 c, yıldız etrafındaki yörüngesini yaklaşık 1605 günde tamamlamaktadır. İki gezegenin yörünge periyotları arasındaki oran yaklaşık 4,06’dır. Bu durum, gezegenlerin yaklaşık 4:1’lik bir yörüngesel rezonans (ortalama hareket rezonansı) içinde ya da bu rezonansa oldukça yakın bir konumda bulunabileceğini düşündürmektedir. Bu tür rezonans ilişkileri, gezegenlerin birbirleri üzerindeki düzenli kütleçekimsel etkileriyle sistemin uzun vadeli dinamik kararlılığı üzerinde belirleyici bir rol oynamaktadır.

Sistemin Yaşanabilirlik Potansiyeli

HD 108874 b, bir gaz devi olması nedeniyle bilinen anlamda yaşama doğrudan ev sahipliği yapamamaktadır. Ancak, yörüngesi ev sahibi yıldızın yaşanabilir bölgesi (habitable zone) içinde yer almaktadır. Güneş’e benzer özellikler taşıyan HD 108874 için yaşanabilir bölge, yaklaşık 0,95 ile 1,67 astronomik birim (AU) arasında hesaplanmaktadır. 1,051 AU’luk yörüngesiyle HD 108874 b, bu bölgenin iç kısmında, Dünya’nın konumuna oldukça yakın bir noktada dolanmaktadır.

Bu durum, kuramsal olarak HD 108874 b’nin yörüngesinde bulunabilecek büyük ve kayalık uyduların (öte-aylar veya exomoons) yaşanabilir olabileceği ihtimalini gündeme getirmektedir. Eğer Mars ya da Dünya büyüklüğünde bir öte-ay mevcutsa, yıldızdan aldığı ışınım ve gezegenin sağladığı kütleçekimsel koruma sayesinde yüzeyinde sıvı su barındırabilecek koşullara sahip olabilir. Günümüzdeki gözlem teknolojisiyle bu tür öte-ayları doğrudan tespit etmek henüz mümkün olmamakla birlikte, yaşanabilir bölgedeki gaz devleri —HD 108874 b gibi— gelecekteki öte-ay araştırmaları açısından öncelikli hedefler arasında yer almaktadır.