AstroNotlar’dan, merhaba! Bu yazımızda Ötegezegenlerin nasıl sınıflandırıldığından bahsedeceğiz. Bildiğimiz gibi ötegezegenler Güneş sistemimizin dışında kalan gezegenleri ifade ediyor. Peki nasıl sınıflandırıyoruz ötegezegenleri?
Aslında ötegezegen sınıflandırması doğrudan şu şekilde yapılır diyemiyoruz ve bu işin göründüğünden biraz daha karmaşık olduğunu söyleyebiliriz. Ama en temeline bakarsak bizim bahsedeceğimiz sınıflama, gezegenin kütle ve yarıçapına dayanan bir sınıflama.
Ötegezegen sayıları arttıkça keşfedilen gezegen çeşitliliği de artıyor ve bu da onların hangi sınıfa konulacağı konusunda farklı özellikler belirlenmesine yol açıyor. Örneğin yaşanabilir gezegenlerden bahsediyoruz. Bunlar, sadece gezegenin boyutuna ve kütlesine bağlı olarak değil, yıldızının özellikleri de dikkate alınarak belirleniyor. Bunun yanında serbest dolaşan başıboş gezegenler veya bir pulsarın yörüngesinde dolanan ve pulsar gezegenleri denilen gezegenler de bulunabiliyor. Ayrıca lav gezegenler ve okyanus gezegenleri gibi bazı alt gezegen türleri de var. Zaten keşif yöntemlerine de bakarsak yöntemlerin kendisinin de gezegenin yarıçapına veya kütlesine duyarlı olduğunu söyleyebiliriz. Örneğin geçiş yönteminde gezegen, yıldızının önünden geçiş yaptığında tespit edilebiliyor ve tabii ki bu nedenle de gezegenin gözlemlenebilmesi için en önemli parametre gezegenin boyutu oluyor. Başka bir keşif yöntemi olan dikine hız yöntemindeyse bir gezegenin yıldızını ne kadar etkileyebildiği önemli. Yani gezegenin kütlesi, yıldızına ölçülebilir bir yalpalama hareketi yaptırabilecek kadar büyükse bu yöntemle gezegen tespit edilebiliyor.
Kütle ve yarıçap, gezegenin atmosferinde hangi gazı tutup tutamayacağı konusunda da önemli bir rol oynar. Çünkü gezegenin kütle çekim kuvveti, haliyle kütlesiyle doğrudan ilişkilidir ve gezegenin kütlesi değiştikçe atmosferinde tutabileceği gazın çeşidi de değişir diyebiliriz. Örneğin Güneş Sistemi’mizdeki Jüpiter ve Satürn, kütlelerinden dolayı H ve He’u atmosferlerinde tutabiliyorlar. Bunlardan daha küçük gezegenlerden olan örneğin Mars veya Dünya, bu gazları tutabilecek kütleye yani aslında kütle çekim kuvvetine sahip değil. Bunun dışında gezegenlerin kütle ve boyutu, iç bileşenleri açısından da önemli bir role sahip.
Biz ise sizlere dört farklı sınıflamadan ve bir de bonus diyebileceğimiz çok yaygın bir sınıftan bahsedeceğiz. Bunlar; gaz devleri, Neptün benzeri gezegenler, süper-Dünyalar ve Dünya benzeri veya karasal olarak adlandırılan gezegenler. Burada ayrıca bir not eklemek isteri; bu dört gezegen sınıfı için bahsedeceğimiz her şey, kendi sınıfları için genel tanımlamaları ifade etmektedir. Yani sınıflar içerisindeki tanımlamalar konusunda keskin sınırlamalar olmayabiliyor veya istisnalar bulunabiliyor.
Gaz devleri genellikle Jüpiter ve Satürn’e benzer gezegenlere atıfta bulunan bir sınıfı ifade eder. Bunların kütleleri çok büyük kütlelere kadar, mesela 13 Jüpiter kütlesine kadar çıkabilir. Ayrıca 13 Jüpiter kütlesinin ötegezegenler için üst kütle limiti olduğunu da söyleyebiliriz. Yani aynı zamanda gaz devleri için ötegezegen türlerinin en büyükleri olduklarını söylersek yanlış olmaz. 13 Jüpiter kütlesinden daha büyük cisimler de kahverengi cüceler olarak adlandırılmaktadır. Gaz devlerinin genel olarak büyük çoğunluğu H ve He’dan oluşur. Bir çalışmada gaz devleri, kütlelerinin %50’den fazlası H ve He’dan oluşmuş gezegenler olarak tanımlanmıştır. Yapılan çalışmalara göre kütlesi 0,1 Jüpiter kütlesinden büyük olan gezegenlerin kütlelerinin yarısından fazlası H ve He’dan oluşabilir. Bu nedenle de gaz devleri için 0,1 Jüpiter kütlesi veya başka bir ifadeyle yaklaşık 30 Dünya kütlesinin minimum kütle olarak tanımlandığını söyleyebiliriz. İçerdikleri H ve He yoğunluğu sebebiyle, gaz devleri olarak anılmaları hiç de şaşırtıcı değil. Tabi bu elementleri yoğun bir şekilde içeriyor olmalarının dev olmalarıyla doğrudan bir ilişkisi olduğunu da öğrenmiş olduk. Ayrıca bu tür gezegenlerin sert bir yüzeyleri bulunmuyor ve katı bir çekirdeğin üzerinde dönen gazlara sahip olduklarını da söyleyebiliriz.
Sıcak Jüpiterler olarak adlandırılan sınıf, bonus olarak bahsetmek istediğimiz sınıf ve gaz devlerinin bir alt kümesi olarak karşımıza çıkıyor. Sıcak Jüpiterler yıldızına çok yakın dolanan ve bununla ilişkili olarak çok kısa yörünge dönemine sahip bir gezegen türüdür. Örneğin bir kıyaslama yaparsak; Merkür Güneş’ten yaklaşık 0,4 AB uzaklıkta yörünge hareketi yapar. Sıcak Jüpiterler ise yıldızlarına 0,1 AB’den daha yakın yörüngelerde bulunurlar. 1 AB’in Dünya ile Güneş arasındaki mesafe olduğunu düşünürsek, 0,1 AB o kadar yakın bir mesafe ki, gezegenin sıcaklığı çok yüksek derecelere ulaşabilir. Ayrıca bu gezegenlerin nasıl oluştuğu konusu da henüz tam olarak açıklanabilmiş değil ve yıldızına bu kadar yakında gezegen oluşması da zor görünüyor. Bununla alakalı farklı teoriler bulunmakta ama bunlara başka bölümlerde değineceğiz.
Adından da anlayabileceğimiz gibi Neptün benzeri gezegenler, Neptün ve Uranüs’e benzer büyüklükte olan gezegenlerdir. Yani boyutu, Dünya yarıçapının 2-6 katı aralığında veya kütlesi, Dünya kütlesinin 10-100 katı aralığında yer alır. Örneğin Neptün, Dünya’nın büyüklüğünün yaklaşık 4 katı ve kütlesinin yaklaşık 17 katıdır. Bu gezegenler genel olarak H ve He ağırlıklı atmosferlere sahipler ve gaz devlerine göre bileşimlerinde daha az H ve He içerirler. Karşılaştırma yaparsak, yaklaşık 0,05 Jüpiter kütlesine sahip Uranüs ve Neptün yaklaşık %5-15 aralığında H ve He içeriyor. Bunun yanında Uranüs ve Neptün’ün içeriği kaya ve buzdan oluşur. Bu buz içeriğinden dolayı da Uranüs ve Neptün’e buz devleri denildiğini görebiliriz. Ancak gezegenlerin iç kısımları, buzun bulunamayacağı kadar sıcaktır. Ayrıca bu tür gezegenler su, amonyak ve metan içermektedir. Neptün benzeri gezegenler genellikle kalın bulutlara sahip olurlar ve bundan dolayı da bu gezegenlerin ve onların atmosferlerinin incelenmesi de zorlaşır. Yapılan bazı araştırmalar sonucu çok az sayıda sıcak Neptün bulunmuş durumdadır ve bu tür gezegenler şu anda çok da yaygın değil. İleride belki daha fazla sayıda sıcak Neptünler bulabiliriz.
Sırada Süper Dünyalar var! Bu türdeki gezegenler Dünya’dan daha büyük, Neptün’den de daha küçüktür. Süper-Dünyalar denilmesinin sebebi de genel olarak bu aslında. Kütlesi, Dünya kütlesinin 2-10 katı aralığında ve boyutu da Dünya yarıçapının 1,25-2 katı aralığında yer alır. Süper Dünyalar, Neptün ve Uranüs gibi buz devlerinden daha hafif ve bileşim olarak gaz, kaya veya her ikisinin bileşiminden oluşabilirler. Bu tür gezegenlerin adında her ne kadar ‘Dünya’ geçse de kendi gezegenimize benzediği anlamına gelmez. Bu gezegenler hakkında bilgimiz de çok sınırlıdır. Ayrıca bileşimleri de birbirinden çok farklı olabilir. Örneğin su dünyaları olabilirler veya Neptün gibi büyük ölçüde yoğun gazdan oluşabilirler.
Son gezegen türümüz ise Dünya benzeri veya karasal olarak adlandırılan gezegen türü. Aynı zamanda bunlara kayalık gezegen de denilmektedir. Boyutu Dünya’nın yarıçapının 1,25’inden daha küçük veya kütlesi Dünya’nın kütlesinin 1/10’yla 2 katı arasında yer alır. Genel olarak karasal gezegenler, kaya veya demirin baskın olduğu bir bileşime sahiptirler. Bundan önce bahsettiğimiz daha büyük gezegenlerin aksine karasal gezegenlerin yüzeyleri katı halde bulunur. Ayrıca merkezlerinde metalik bir çekirdek yer alır, bu metalik çekirdek çoğunlukla demirden meydana gelir ve bu çekirdeği çevreleyen silikat bir manto yer alır. Kendi Dünya’mız ve Güneş’e yakın diğer üç gezegen; Merkür, Venüs ve Mars bu sınıflamaya giren gezegenlerdir.
Kaynaklar
Michael Perryman, The Exoplanet Handbook
https://exoplanets.nasa.gov/what-is-an-exoplanet/planet-types/gas-giant/
https://exoplanets.nasa.gov/what-is-an-exoplanet/planet-types/super-earth/
https://exoplanets.nasa.gov/what-is-an-exoplanet/planet-types/neptune-like/
https://exoplanets.nasa.gov/what-is-an-exoplanet/planet-types/terrestrial/
Görsel
https://exoplanets.nasa.gov/resources/2236/exoplanet-types-infographic/