Gökbilimciler, kahverengi cüce LSR J1835+3259’un çevresinde ilk kez güneş sistemimizin dışında bir radyasyon kuşağı buldular. Jüpiter’inkinden 10 milyon kat daha yoğun olan bu kuşak, yaşanabilir ve Dünya büyüklüğünde olabilecek gezegenlerin araştırılmasında önemli bir gelişme. Dünyanın dört bir yanına yayılmış 39 radyo çanağından oluşan bir ağ bu bulgunun elde edilmesini sağladı.
Bir gezegenin radyasyon kuşakları, son derece yüksek enerjili elektronlar ve yüklü parçacıklar tarafından çevrelenen halka şeklinde manyetik oluşumlardır.
Dünya, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün de dahil olmak üzere büyük ölçekli manyetik alanlara sahip güneş sistemindeki tüm gezegenler, ilk kez 1958 yılında Explorer 1 ve 3 uyduları ile Dünya çevresinde gözlemlenen radyasyon kuşaklarına sahiptir. Ancak bugüne kadar güneş sistemimizin dışında belirgin bir radyasyon kuşağı tespit edilmemiştir.
Güneş sistemimizin dışındaki ilk radyasyon kuşağı, Arizona Eyalet Üniversitesi Dünya ve Uzay Araştırmaları Okulu’ndan Profesör Evgenya Shkolnik ve daha önce Arizona Eyalet Üniversitesi’nde görev yapan ve şu anda Santa Cruz’daki California Üniversitesi’nde 51 Pegasi b Araştırmacısı olan Melodie Kao’nun da aralarında bulunduğu küçük bir astronom grubu tarafından bulundu. Bulgular 15 Mayıs’ta Nature dergisinde yayımlandı.
Jüpiter ile karşılaştırılabilir büyüklükte ancak önemli ölçüde daha yoğun olan “kahverengi cüce” LSR J1835+3259, bulgunun yapıldığı yerdi. Lyra takımyıldızında 20 ışık yılı uzaklıkta bulunan bu cisim bir gezegen olamayacak kadar ağır ancak bir yıldız olabilecek kadar da ağır değil. Radyasyon kuşaklarının gezegenler dışındaki cisimlerin etrafında bulunup bulunmayacağı belirsizdi, çünkü daha önce güneş sistemimizin dışında hiç net bir şekilde görülmemişlerdi.
Uzun yıllarını dış gezegenlerin manyetik alanlarını ve yaşanabilirliklerini araştırarak geçiren Shkolnik’e göre, “bu, bu tür daha birçok nesneyi bulmak ve daha küçük ve daha küçük manyetosferleri arama becerilerimizi geliştirmek için kritik bir ilk adımdır ve sonunda potansiyel olarak yaşanabilir, Dünya boyutundaki gezegenleri incelememize olanak tanır.”
Bu ekibin bulduğu radyasyon kuşağı, insan gözüyle tespit edilemeyen devasa bir yapıdır. En parlak iç bölümleri, en az 18 Jüpiter çapı genişliğinde olan dış çapından 9 Jüpiter çapı aralıklarla yerleştirilmiştir. Yeni keşfedilen bu Güneş dışı radyasyon kuşağı, Dünya’nınkinden milyonlarca kat daha parlak olan ve herhangi bir güneş sistemi gezegeninin en enerjik parçacıklarını sergileyen Jüpiter’inkinden neredeyse 10 milyon kat daha yoğundur. Jüpiter’in radyasyon kuşağı ışık hızına yakın hareket eden parçacıklardan oluşuyor ve en parlak radyo dalgaboylarında parlıyor.
Ekip, bir yıl boyunca LSR J1835+3259’un manyetosferinde hapsolmuş radyo yayan elektronların yüksek çözünürlüklü üç görüntüsünü, galaksimizin kara deliğini tespit etmek için artık iyi bilinen bir gözlemsel yöntem kullanarak çekti.
Bilim insanları, kahverengi cücenin “manyetosfer” olarak bilinen ve güneş sistemi dışında ilk kez gözlemlenen dinamik manyetik ortamını, Hawaii’den Almanya’ya uzanan 39 radyo çanağını koordine ederek Dünya boyutunda bir teleskop oluşturarak çözdüler. Bu manyetik alanın şeklini bile belirleyebildiler ve bu da onları büyük olasılıkla Jüpiter’in ve Dünya’nınkine benzer bir dipol yapısına sahip olduğu sonucuna götürdü.
Daha önce kimsenin görmediği şeyleri görüntülemek için dünyanın dört bir yanındaki radyo çanaklarından oluşan bir ağın yardımıyla olağanüstü yüksek çözünürlüklü fotoğraflar oluşturabiliriz. Bucknell Üniversitesi’nden eş yazar Profesör Jackie Villadsen’e göre, “Washington, D.C.’de dururken Kaliforniya’daki bir göz haritasının en üst sırasını görüntülemek bizim görüntümüzle karşılaştırılabilir.
Ancak Kao ve grubu, bu kahverengi cüceyi çevreleyen bir radyasyon bandı keşfedeceklerine dair erken belirtilere sahipti. Radyo astronomları, araştırmacılar 2021’de bu ölçümleri yaptıklarında LSR J1835+3259’un iki tür gözlemlenebilir radyo emisyonu yaydığını zaten kaydetmişlerdi. Kao, altı yıl önce, deniz fenerine benzeyen ve düzenli olarak yanıp sönen radyo emisyonunun kaynağının aurora olduğunu tespit eden ekibin bir üyesiydi.
Bununla birlikte, LSR J1835+3259 daha tutarlı ve daha zayıf radyo emisyonları da üretti. Bu bilgiler, aslında Jüpiter’in radyasyon kuşaklarına çok benzeyen bu daha soluk emisyonların yıldız patlamalarının sonucu olamayacağını gösterdi.
Ekibin araştırmasına göre, bu fenomen daha önce düşünüldüğünden daha yaygın olabilir ve sadece gezegenlerde değil, kahverengi cücelerde, düşük kütleli yıldızlarda ve hatta belki de aşırı yüksek kütleli yıldızlarda da görülebilir.
Dünya’nın da dahil olduğu manyetosfer, bir gezegenin manyetik alanının etrafındaki alandır ve gezegenin atmosferini ve yüzeylerini yüksek enerjili güneş ve kozmolojik parçacıklardan koruyabilir.
Kao, atmosfer ve iklim gibi faktörlere ek olarak, “manyetik alanlarının istikrarlı bir ortam sağlamadaki rolü gibi şeyler, dış gezegenlerin yaşanabilirliği hakkında düşünürken dikkate alınması gereken bir şeydir” diye ekledi.
Araştırmaları, görülebilen radyasyon kuşağına ek olarak “şekiller” ve uzamsal konum açısından bir aurora ışıkları ile güneş sistemimizin dışındaki bir nesneden gelen radyasyon kuşağı arasındaki farkı ortaya koydu.
“Auroralar manyetik alanın gücünü ölçmek için kullanılabilir, ancak şeklini ölçmek için kullanılamaz. Kao’ya göre bu deney, kahverengi cüceler ve nihayetinde ötegezegenler üzerindeki manyetik alanların desenlerini belirlemeye yönelik bir tekniği göstermek için oluşturuldu. Güneş sistemimizi oluşturan gezegenlerin ‘avluları’ bir örnekte radyasyon kuşaklarıyla karşılaştırılabilir, ancak çiçekler yerine güneş sisteminin enerjik parçacıkları çeşitli dalga boylarında ve yoğunluklarda ışık yayar.
Her radyasyon kuşağının kendine has özellikleri, o gezegenin enerjik, manyetik ve parçacık kaynakları hakkında bir şeyler ortaya koyar; dönme hızı, manyetik alanının gücü, Güneş’e yakınlığı, ek parçacıklar üretebilecek uyduları veya Satürn’ünki gibi onları emecek halkaları olup olmadığı ve daha fazlası. Artık ilk kez kahverengi cücelerin ve düşük kütleli yıldızların sahip olduğu “avlu” türlerini gözlemleyebiliyoruz. Dış gezegenlerin manyetosferik evleri hakkında daha fazla şey öğrenebileceğimiz günü sabırsızlıkla bekliyorum.
Kaynak: scitechdaily
