K2-155d, Boğa (Taurus) takımyıldızı yönünde, Dünya'dan yaklaşık 203 ışık yılı (62.2 parsek) uzaklıkta bulunan ve K2-155 adlı kırmızı cüce yıldızın yörüngesinde yer alan bir süper-Dünya tipi ötegezegendir. NASA'nın Kepler uzay teleskobu tarafından K2 görevi sırasında keşfedilen bu gezegen, özellikle ev sahibi yıldızının yaşanabilir bölgesinin iç kenarına yakın bir yörüngede bulunması ve potansiyel olarak sıvı suya sahip olabileceğine dair yapılan iklim modellemeleri nedeniyle bilim dünyasının ilgisini çekmektedir.

^{K2-155d (NASA)}

Keşif

K2-155d adlı ötegezegen, NASA'nın Kepler uzay teleskobunun birincil görevi sona erdikten sonra başlattığı "İkinci Işık" (K2) görevi kapsamında toplanan verilerle keşfedilmiştir. Bu keşif, geçiş (transit) yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemde, bir gezegenin ev sahibi yıldızının önünden geçerken yıldızın parlaklığında yol açtığı düzenli ve küçük düşüşler ölçülerek gezegenin varlığı anlaşılmaktadır.

K2-155d ile sistemdeki diğer iki gezegenin (K2-155b ve K2-155c) varlığı ve özellikleri, Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden Teruyuki Hirano'nun liderliğindeki bir gökbilimci ekibi tarafından doğrulanmış ve bu bulgular 2018 yılında yayımlanmıştır. Araştırmacılar, yalnızca K2 verilerini analiz etmekle kalmayıp, aynı zamanda Hawaii’deki Subaru Teleskobu ve İspanya’daki Nordic Optical Telescope gibi yer tabanlı gözlemevlerinden elde edilen yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve tayf verilerini de kullanmışlardır. Böylece, Kepler tarafından tespit edilen sinyallerin gerçekten bir gezegene ait olduğu ve başka astrofiziksel olaylardan (örneğin, bir örten ikili yıldız sistemi) kaynaklanmadığı doğrulanmıştır.

Ev Sahibi Yıldız: K2-155

K2-155 (diğer adıyla EPIC 210897587), M1V spektral sınıfına ait bir kırmızı cüce yıldızdır. Güneş’e göre oldukça küçük ve daha soğuk bir yapıya sahiptir. Kütlesi Güneş’in yaklaşık %45’i kadar (0.45±0.04 M☉), yarıçapı ise Güneş’in yaklaşık %44’üne (0.44±0.02 R☉) denk gelmektedir. Yüzey sıcaklığı yaklaşık 3.745 Kelvin olarak ölçülmüştür. Yıldızın metalisitesi ([Fe/H]), yani Güneş’e göre demir açısından zenginliği, −0.08±0.11 dex olarak belirlenmiştir. Bu değer, kimyasal bileşiminin Güneş’inkine oldukça yakın olduğunu göstermektedir.

Kırmızı cüce yıldızlar, evrende en yaygın görülen yıldız türlerinden biridir. Aynı zamanda oldukça uzun ömürlüdürler; trilyonlarca yıl boyunca varlıklarını sürdürebildikleri için, çevrelerinde dolanan gezegenlerde yaşamın evrimleşmesi açısından geniş bir zaman dilimi sunmaktadırlar.

Fiziksel Özellikler

Geçiş yöntemi, K2-155d gezegeninin yarıçapının hassas biçimde ölçülmesine olanak tanımıştır. Yapılan hesaplamalara göre gezegenin yarıçapı, Dünya’nınkinin yaklaşık 1,64 katı (1.64±0.09 R⊕) olarak belirlenmiştir. Bu büyüklük, K2-155d’yi kayalık gezegenlerle mini-Neptünler arasında bir geçiş tipi olan “süper-Dünya” sınıfına dahil etmektedir.

Gezegenin keşfi sırasında, kütlesinin doğrudan ölçülmesini sağlayacak radyal hız (dikey hız) verileri elde edilmemiştir. Bu nedenle, kütle değeri teorik kütle-yarıçap ilişkilerine dayanan modellerle tahmin edilmektedir. Bu modellere göre K2-155d’nin kütlesi, Dünya’nınkinin yaklaşık 3 ila 5 katı arasında olmalıdır. Elde edilen yarıçap ve öngörülen kütle değeri birlikte değerlendirildiğinde, bu gezegenin büyük olasılıkla katı ve kayalık bir yapıya sahip olduğu düşünülmektedir.

Yörünge Özellikleri

K2-155d, ev sahibi yıldızı K2-155 etrafındaki bir tam yörüngesini yaklaşık 40,7 günde tamamlamaktadır. Yıldızına olan ortalama uzaklığı, yani yarı büyük ekseni, yaklaşık 0,1888 astronomik birimdir (AU). Bu yörünge süresi, aynı sistemde bulunan diğer gezegenler olan K2-155b ve K2-155c’den daha uzundur. Bu nedenle K2-155d, sistemdeki en dış yörüngede bulunan bilinen gezegen konumundadır.

Yaşanabilirlik ve İklim Modellemesi

K2-155d’nin bilimsel açıdan en dikkat çekici özelliği, yörüngesinin ev sahibi yıldızının yaşanabilir bölgesinin iç sınırına çok yakın bir konumda bulunmasıdır. Yaşanabilir bölge, bir gezegenin yüzey sıcaklığının sıvı suyun varlığına izin verecek düzeyde olduğu yörünge aralığı olarak tanımlanmaktadır. K2-155d’nin yıldızından aldığı ışınım akısı (insolation flux), Dünya’nın Güneş’ten aldığı enerjinin yaklaşık 1,67 katı (S = 1.67±0.19 S⊕) olarak hesaplanmıştır.

Gezegenin olası iklim koşullarını incelemek amacıyla, Hirano ve araştırma ekibi tarafından üç boyutlu küresel iklim modelleri (3D Global Climate Models - GCM) kullanılmıştır. Bu modeller, gezegenin atmosfer bileşimi ve yansıtıcılık oranı (albedo) gibi varsayımsal parametreler altında yüzey sıcaklıklarını tahmin etmeyi amaçlamıştır.

Modelleme sonuçları, K2-155d’nin ikliminin kritik bir denge noktasında olabileceğini göstermektedir. Bazı senaryolara göre, gezegenin yüzeyinde sıvı suyun kalıcı olarak bulunması mümkündür. Ancak, aldığı yüksek ışınım nedeniyle, gezegenin bir “kaçak sera etkisine” (runaway greenhouse effect) girmiş ya da girmek üzere olabileceği de öngörülmektedir. Bu etki, yüzey sıcaklığının artarak okyanusların buharlaşmasına, atmosferde biriken su buharının ise güçlü bir sera gazı olarak sıcaklığı daha da yükseltmesine yol açan zincirleme bir süreçtir.

Bu durum, gezegeni Venüs’e benzer biçimde aşırı sıcak ve yaşanamaz hale getirebilme potansiyeline sahiptir. Bu nedenle K2-155d, yaşanabilirlik sınırlarında yer alan karasal gezegenlerin anlaşılması açısından önemli bir “yaşanabilir bölge boşluğu”nu (habitable zone gap) test etme fırsatı sunan doğal bir laboratuvar olarak değerlendirilmektedir.