Bir gezegen kırmızı cüce yıldızının etrafında ters yönde dönüyor ve suçlanacak bir dev yok

Dünya’dan 72 ışık yılı uzaktaki bir gezegen, yıldızının çevresinde ters yönde dolanıyor. Dünya’nın çapının biraz üzerinde iki katı genişliğe sahip bir dünya olan GJ 3090 b, kırmızı cücesinin çevresinde yıldızın kendi dönüş yönünün tersine hareket ediyor; gezegenlerin bulunması beklenen konuma göre yaklaşık 136 derece eğik bir yörüngede ilerliyor. Samanyolu’ndaki en yaygın yıldız türü olan kırmızı cücenin etrafında ters yönde hareket ettiği saptanan ilk gezegen bu.

Ters yönlü gezegenler nadir, ancak yeni değiller. Birden fazla gezegen barındıran sistemlerde, bu denli hizasız bir yörüngenin görüldüğü önceki her örnekte gökbilimciler bir sorumlu gösterebiliyordu: Milyonlarca yıl boyunca kütleçekimiyle komşu gezegeni rotasından saptıran eşlikçi bir yıldız ya da dış bölgelerdeki dev bir gezegen. GJ 3090’un çevresinde böyle bir zorba yok. Asıl haber de bu yokluk; çünkü gezegenin, zaten yanlış yönde dönen bir gaz ve toz diski içinde doğmuş olabileceğini düşündürüyor.

“Büyük şaşkınlığımıza göre, GJ 3090 b gezegeni yalnızca son derece hizasız bir yörüngede bulunmuyor, aynı zamanda ters yönde dolanıyor,” dedi Cenevre Üniversitesi doktora öğrencisi ve Astronomy & Astrophysics’te yayımlanan çalışmanın ilk yazarı Yann Carteret.

Gezegen bir alt-Neptün: Dünya’nın yarıçapının yaklaşık 2,2 katı, kütlesinin ise 4,5 katı ve yörüngesini yaklaşık 2,9 günde tamamlıyor. Güneydeki Anka Kuşu takımyıldızında bulunan M-tipi kırmızı cüce yıldızı, Güneş’ten daha küçük ve daha soğuk. Sistem ayrıca en az bir gezegen daha barındırıyor: 16 günlük yörüngede dolanan doğrulanmış bir alt-Neptün ile 13 günlük yörüngede bulunan bir aday gezegen.

Yanlış yönde giden gezegeni nasıl yakaladılar?

Hiç kimse yörüngeyi doğrudan fotoğraflayamaz. Ekip bunun yerine yıldız ışığını okuyarak, Rossiter-McLaughlin etkisi adı verilen bir yöntemden yararlandı. Dönen bir yıldızın bir tarafı bize doğru, diğer tarafı ise bizden uzağa doğru hareket eder; bu nedenle ilk yarıdan gelen ışık hafifçe maviye, ikinci yarıdan gelen ışık ise kırmızıya kayar. Bir gezegen yıldızın önünden geçerken önce bir yarının, ardından diğerinin bir bölümünü örter. Bu bölgeleri hangi sırayla örttüğü, hareket yönünü ortaya çıkarır.

Normal yönde ilerleyen bir gezegende önce bize yaklaşan yarı örtülür. GJ 3090 b ise bunları ters sırayla örtüyor.

Sinyal son derece küçük. Buradaki bir geçiş yaklaşık bir saat on beş dakika sürüyor, gezegen küçük ve yıldız yavaş dönüyor. Ekip, Cenevre Üniversitesi ve Université de Montréal öncülüğündeki bir konsorsiyum tarafından inşa edilen, Şili’deki La Silla’da bulunan Avrupa Güney Gözlemevi’nin 3,6 metrelik teleskobuna bağlı yakın kızılötesi tayfölçer NIRPS’i kullandı. Kırmızı cüceler, görünür ışığa kıyasla kızılötesinde çok daha parlak olduğundan, kızılötesi bir cihaz optik cihazların zorlandığı işi başarabiliyor.

Araştırmacılar NIRPS ile altı geçiş gözlemledi; bunların dördünü daha eski HARPS tayfölçeriyle eşzamanlı olarak izleyerek yaklaşık 23 saat içinde 193 tayf topladılar. Tespit edilemeyecek kadar zayıf olan, yıldızın toplam hızındaki klasik yalpalamayı aramak yerine, her anda gezegenin arkasında gizlenen yıldız şeridinden gelen ışığı inceleyen RM Revolutions adlı yöntemi kullandılar. GJ 3090 b, artık tam üç boyutlu eğim ölçümü yapılmış bir kırmızı cüce etrafındaki en küçük gezegen.

136 derece ne anlama geliyor?

Güneş Sistemi’mizde gezegenler, Güneş’in ekvatoruna göre yaklaşık 7 derecelik bir düzlem içinde dolanır ve hepsi Güneş’in dönüş yönüyle aynı yönde hareket eder. 90 derecelik bir açı, yıldızın kutuplarının üzerinden geçen kutupsal bir yörünge anlamına gelirdi. 90 derecenin üzerindeki her değer ters yönlüdür. GJ 3090 b, 136 derecelik açısıyla yandan konumlanmaktan çok tamamen baş aşağı olmaya yakındır.

Bu durum onu, gökbilimcilerin üç boyutlu ölçümüne sahip olduğu en eğik gezegenler arasına, KELT-19 b ve TOI-1710 b adlı iki gaz deviyle birlikte yerleştiriyor. Ayrıca 70 dereceden fazla eğik bir gezegen içeren, doğrulanmış çok gezegenli sistemler arasında yalnızca altıncısı. Ekibin belirttiğine göre diğer beş sistemde, bu etkiyi yaratabilecek ya geniş yörüngeli ikili bir eşlikçi yıldız ya da büyük kütleli bir dış gezegen her zaman bulunuyor.

Kırmızı cüceler sonucu daha da tuhaflaştırıyor. Bu yıldızların derin ve çalkantılı dış katmanlarının, yakın yörüngedeki gezegenler üzerinde güçlü gelgit etkileri uyguladığı ve eğik yörüngeleri zamanla yeniden hizaya çektiği düşünülüyor. GJ 3090 b bu düzeltmeden kaçmış görünüyor; büyük olasılıkla küçük olduğu ve yıldızın yarıçapının yaklaşık 13 katı uzaklıkta, gelgit çekiminin zayıf kalmasına yetecek kadar dışarıda bulunduğu için.

Ortada olmayan suçlu ve ikinci el bir disk

Ekip gizli bir bozucu etken aradı. HARPS ve NIRPS’ten elde edilen yıllara yayılmış radyal hız verilerini, yüksek çözünürlüklü benek görüntüleme yöntemini ve Gaia uzay teleskobunun ölçümlerini bir araya getirerek, yaklaşık 3 astronomik birim içindeki her türlü eşlikçi yıldızı ve GJ 3090 b ile aynı düzlemde dolandığı varsayımıyla 15 astronomik birim içindeki Jüpiter’den ağır her gezegeni elediler. Aynı varsayım altında, cisimlerin kahverengi cüce sayıldığı sınır olan 13 Jüpiter kütlesinden daha ağır her şey, 100 astronomik birime kadar dışlanıyor.

“Bu alışılmadık yörüngeyi açıklayacak büyük kütleli bir eşlikçinin bulunmaması, bizi başka hipotezleri araştırmaya yöneltecek,” dedi Cenevre Üniversitesi’nden ortak yazar Vincent Bourrier.

Tercih ettikleri açıklama ikinci nesil bir disk. Yıldızın özgün diski dağıldıktan sonra, genç kırmızı cüce yıldız yıldızlararası uzaydan yeni gaz ve toz toplamış olabilir. Bu malzeme rastgele bir yönelimle ulaşmış olurdu ve bu durumda yıldızın dönüşünün tersine dönerek geldi. Gezegenler daha sonra bu eğik diskin içinde oluşmuş ve birlikte içeriye doğru göç etmiş olurdu. Yazarlar bu fikri, modellere göre beklenenden çok daha uzun süre, on milyonlarca yıl boyunca yıldızlarını beslemeyi sürdüren kırmızı cüce diskleri olan Peter Pan diskleriyle ilişkilendiriyor.

Hesaplamaları ek bir kısıt getiriyor. Yıldızın yeni diskle yeniden hizalanmaması için, 1.500 Dünya kütlesinden daha az malzeme yutmuş olması gerekiyordu; bu da standart oranlarda yaklaşık 15 Dünya kütlesi toz anlamına geliyor. Gezegenler tek başlarına bunun büyük bir bölümünü oluşturuyor; dolayısıyla diskteki tozun çoğu yıldızın üzerine düşmek yerine gezegenlere dönüşmüş olmalı.

Ne çözüme kavuşmuyor?

136 derecelik değerin hata payları geniş; yaklaşık 118 ila 160 derece arasında. Ekip kutupsal bir yörüngeyi 2,5 sigma düzeyinde dışlıyor; bu anlamlı bir sonuç, ancak fizikçilerin keşifler için ayırdığı 5 sigma standardının oldukça altında. Tam üç boyutlu eğim ayrıca yalnızca geçiş verilerine değil, yıldızın dönüş dönemi, yarıçapı ve eğimine ilişkin tahminlere de bağlı.

Nihai uyum, tek bir cihazla yapılan beş gecelik gözleme dayanıyor. Sinyali zayıf olan bir NIRPS geçişi çıkarıldı ve HARPS verileri açıyı sınırlamak için fazla zayıftı; dolayısıyla ikinci bir cihaz yönü bağımsız biçimde doğrulamıyor.

Eşlikçi aramasında yazarların açıkça belirttiği bir boşluk var. Sınırları, gizli dev cismin GJ 3090 b ile aynı düzlemde dolandığını varsayıyor. Yüksek eğimli bir yörüngedeki büyük kütleli cisim tamamen dışlanmış değil. İkinci disk senaryosu, herhangi birinin gözlemlediği bir şey değil; eksik olanlardan çıkarılmış bir sonuç.

Ters yönlü gezegenler hakkında sık sorulan sorular

Ters yönlü gezegen nedir?

Ters yönlü bir gezegen, yıldızının kendi dönüş yönünün tersine dolanır. Gezegenler, yıldızlarını besleyen aynı dönen diskten oluştuğu için normalde onun yönünü paylaşırlar. Ters yönlü bir yörünge, bir şeyin gezegeni ya da onun doğduğu diski 90 dereceden fazla eğdiği anlamına gelir.

Gökbilimciler bir gezegenin hangi yönde dolandığını nasıl biliyor?

Gezegenin yıldızının önünden geçişini izler ve yıldız ışığının renginin nasıl kaydığını ölçerler. Dönen bir yıldızın bir tarafı bize yaklaşırken diğer tarafı uzaklaştığı için, gezegenin her bir tarafı hangi sırayla örttüğü onun hareket yönünü gösterir. Bu, Rossiter-McLaughlin etkisidir.

Güneş Sistemi’mizde ters yönde dolanan bir şey var mı?

Hiçbir gezegen Güneş’in çevresinde ters yönde dolanmaz ve sekiz gezegenin tamamı Güneş’in ekvatoruna yakın kalır. Ancak bazı uydular böyle hareket eder: Neptün’ün en büyük uydusu Triton, gezegenin dönüş yönünün tersine dolanır ve yakalanmış bir cisim olduğu düşünülür. Venüs kendi ekseni etrafında ters yönde döner, ancak yörüngesi normal yöndedir.

GJ 3090 b yaşamı destekleyebilir mi?

Çalışma yaşam hakkında hiçbir şey söylemiyor. Gezegen yıldızının çevresinde üç günden kısa sürede dolanıyor; bu, Merkür’ün Güneş’e uzaklığından çok daha yakın. Yaklaşık 4,5 Dünya kütlesi ve 2,2 Dünya yarıçapıyla bir alt-Neptün; bu sınıfın, açıkta bulunan kayalık bir yüzeyden ziyade kalın bir gaz zarfı taşıdığı düşünülüyor.

Gezegen ilk kez NASA’nın TESS uzay teleskobu tarafından belirlendi ve 2022’de doğrulandı. Yeni ölçümün temelindeki NIRPS geçişleri 2024’te kaydedildi; makale ise Astronomy & Astrophysics tarafından Ağustos 2026’da kabul edilip eylülde yayımlandı. Yazarların senaryosu sınanabilir bir öngörü ortaya koyuyor: Sistemdeki her gezegen aynı eğik diskte oluştuysa, GJ 3090 b’nin kardeşleri de onun ters yönlü eğimini paylaşmalı. Bir sonraki adım onların yörüngelerini de ölçmek; ancak 16 günlük gezegen bizim bakış açımızdan yıldızının önünden hiç geçmediği için bu zor olacak.

Kaynak: Carteret et al., “Upside down: GJ 3090 b the first retrograde exoplanet around an M dwarf detected with NIRPS,” Astronomy & Astrophysics, 2026. DOI: 10.1051/0004-6361/202661989

Etiketler: ESO, GJ 3090 b, La Silla Observatory, NIRPS, ötegezegenler, red dwarf