WASP-96b

WASP-96b, Anka (Phoenix) takımyıldızı yönünde, Güneş Sistemi’nden yaklaşık 1.150 ışık yılı uzaklıkta bulunan, “sıcak Satürn” tipi bir gaz devi ötegezegendir. Ev sahibi yıldız olan WASP-96’nın yörüngesinde oldukça yakın bir mesafede dönmektedir. Bu gezegen, özellikle James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) faaliyete geçmesinden sonra yayımlanan ilk bilimsel veriler arasında atmosferik spektrumuna yer verilmesiyle dünya genelinde tanınırlık kazanmıştır. Yapılan gözlemler, gezegenin atmosferinde su buharının yanı sıra pus ve bulutların varlığına dair kesin kanıtlar sunmuştur.

^{WASP-96b (}NASA⁾

WASP-96b, Geniş Açı Gezegen Araştırması (Wide Angle Search for Planets – WASP) projesi kapsamında, WASP-South gözlemevinde elde edilen verilerle 2013 yılında keşfedilmiştir. Bu keşfi duyuran bilimsel çalışma ise 2014 yılında yayımlanmıştır. Gezegenin tespiti, geçiş (transit) yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Bu yöntemde, bir gezegenin ev sahibi yıldızının önünden geçerken yıldız ışığında oluşturduğu düzenli ve küçük kararmalar ölçülmektedir. Uygulanan bu yöntem sayesinde, WASP-96b’nin yarıçapı ve yörünge periyodu doğrudan belirlenebilmiştir.

WASP-96, G8 spektral sınıfına ait, Güneş’e benzeyen sarı bir cüce yıldızdır. Kütlesi Güneş’in yaklaşık 1,06 katı (1.06 ± 0.08 M☉), yarıçapı ise yaklaşık 1,05 katı (1.05 ± 0.05 R☉) olarak ölçülmüştür. Yüzey sıcaklığı yaklaşık 5.540 Kelvin’dir ve bu değer Güneş’in 5.778 K’lik sıcaklığına oldukça yakındır. Yıldızın yaşı yaklaşık 6 milyar yıl olarak tahmin edilmektedir. Metalisitesi ([Fe/H]) ise Güneş’inkiyle benzer düzeyde olup, kimyasal bileşiminin Güneş ile büyük ölçüde örtüştüğünü göstermektedir.

WASP-96b, “sıcak Satürn” ya da “şişkin gaz devi” (puffy gas giant) olarak sınıflandırılan bir ötegezegendir. Kütlesi Jüpiter’in yaklaşık %48’i kadar (0.48 ± 0.03 M♃) olup, bu değer Jüpiter’in yarısından daha azdır. Buna karşın, yarıçapı Jüpiter’inkinden yaklaşık %20 daha büyük (1.2 ± 0.06 R♃) olarak ölçülmüştür. Bu iki parametre birlikte değerlendirildiğinde, gezegenin son derece düşük bir yoğunluğa sahip olduğu anlaşılmaktadır.

Ortalama yoğunluğu yaklaşık 0,28 gram/santimetreküp’tür. Bu değer, suyun yoğunluğunun (1 g/cm³) yaklaşık dörtte birine ve Satürn’ün ortalama yoğunluğunun (0,687 g/cm³) da yarısından daha azına karşılık gelmektedir. WASP-96b’nin bu “şişkin” yapısının, ev sahibi yıldızına olan yakın konumu nedeniyle aldığı yoğun ışınım sonucu atmosferinin termal olarak genleşmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

WASP-96b, ev sahibi yıldızının etrafındaki bir tam turunu oldukça kısa bir sürede, yaklaşık 3,425 Dünya gününde tamamlamaktadır. Yıldızına olan ortalama uzaklığı, yani yarı büyük ekseni, yalnızca 0,0453 astronomik birimdir (AU). Bu mesafe, Güneş ile Merkür arasındaki uzaklığın yaklaşık onda birine karşılık gelmektedir.

Bu son derece yakın yörünge, gezegenin yüzey sıcaklığının oldukça yüksek olmasına yol açmaktadır. Atmosferik yeniden dağılım ya da yansıtıcılık (albedo) gibi etkiler dikkate alınmadan yapılan hesaplamaya göre, WASP-96b’nin denge sıcaklığı yaklaşık 1.285 Kelvin (yaklaşık 1.012 °C) düzeyindedir.

WASP-96b’nin en dikkat çekici özelliği, atmosferinin James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından ayrıntılı biçimde incelenmiş olmasıdır. NASA, 12 Temmuz 2022 tarihinde JWST’nin elde ettiği ilk tam renkli bilimsel görüntüleri ve spektroskopik verileri kamuoyuyla paylaşmış; bu veri setinde WASP-96b’nin atmosferik iletim spektrumu da yer almıştır.

Bu gözlemler, JWST üzerinde bulunan Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrograf (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph – NIRISS) aracıyla gerçekleştirilmiştir. Kullanılan iletim spektroskopisi yönteminde, gezegen yıldızının önünden geçerken, yıldız ışığının atmosferden süzülerek hangi dalga boylarında zayıfladığı analiz edilmektedir. Atmosferdeki farklı moleküller, belirli dalga boylarındaki ışığı soğurarak spektrumda karanlık çizgiler ya da düşüşler oluşturur. JWST’nin elde ettiği spektrum, şu temel bulguları ortaya koymuştur:

• Su Buharı: Spektrumda, su buharına (H₂O) ait belirgin soğurma izleri tespit edilmiştir. Bu, bir ötegezegen atmosferinde suyun varlığına dair şimdiye kadar elde edilmiş en net kanıtlardan biridir.

• Pus ve Bulutlar: Suya ait soğurma izlerinin beklenenden daha zayıf olması, gezegenin atmosferinde yüksek irtifada pus ve/veya bulut katmanlarının bulunduğunu göstermektedir. Bu katmanlar, yıldız ışığının bir kısmını engelleyerek alt atmosferin gözlemlenmesini zorlaştırmış; ancak atmosferin dinamik yapısı ve meteorolojik süreçleri hakkında önemli ipuçları sunmuştur.