Güneş Sistemi dışındaki gezegenleri keşfetmenin en önemli yöntemlerinden biri, bu gezegenlerin kendi yıldızlarının önünden geçerken yıldız ışığında oluşturduğu küçük parlaklık değişimlerini ölçmek. Geçiş (transit) yöntemi olarak bilinen bu teknik sayesinde astronomlar, gezegenlerin büyüklüklerini ve yörünge sürelerini belirleyebiliyor. Üstelik gezegenlerin geçişleri genellikle son derece düzenli gerçekleşiyor.

Ancak TOI-2535b isimli ötegezegen, bu düzenliliğin dışına çıkarak bilim dünyasının dikkatini çekti. Yaklaşık yedi yıldır gözlemlenen gezegen, son ölçümlerde yıldızının önünden geçiş yaparken tespit edilemedi. Araştırmacılara göre bunun nedeni, sistemde bulunan ancak henüz doğrudan gözlemlenemeyen başka bir gezegenin kütleçekim etkisi olabilir.

Gezegenin yörüngesinde olağan dışı değişimler yaşanıyor

NASA'nın TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) uzay teleskobu tarafından keşfedilen TOI-2535 sistemi, Güneş'ten biraz daha küçük olan K sınıfı bir yıldızın etrafında bulunuyor. Sistem içerisindeki TOI-2535b ise Jüpiter büyüklüğünde bir sıcak Jüpiter sınıfı ötegezegen. Gezegen, yıldızının çevresindeki bir turunu yaklaşık sekiz günde tamamlıyor.

Araştırmacılar, gözlem verilerini daha ayrıntılı incelediklerinde iki önemli anormallik belirledi. Bunlardan ilki, gezegenin yıldızının önünden geçiş yaptığı zamanlarda ortaya çıkan büyük farklılıklardı. Normal şartlarda 8  günlük yörünge süresine sahip bir gezegenin geçiş zamanlarının oldukça düzenli olması beklenirken TOI-2535b'nin geçişlerinde 6 saate kadar değişiklikler görüldü.

Bu tür zamanlama farklılıkları genellikle aynı sistemde bulunan başka gezegenlerin kütleçekim etkisine işaret ediyor. Henüz keşfedilmemiş ikinci bir gezegen, TOI-2535b'nin yörüngesini etkileyerek geçiş zamanlarını öne veya geriye kaydırıyor olabilir.

İkinci ve daha dikkat çekici bulgu ise gezegenin yıldızın önünden geçiş süresinin zaman içerisinde giderek kısalması oldu. İlk gözlemlerde yıldızın ekvator bölgesine yakın bir noktadan geçen gezegen, sonraki gözlemlerde kutuplara daha yakın bir güzergah izlemeye başladı. Bu durum, gezegenin yıldızın önünde daha kısa süre kalmasına neden oldu. Değişim o kadar belirgin hale geldi ki TOI-2535b, son gözlemlerde artık yıldızının önünden geçiş yaparken görülmedi. 

Gizemli gezegenin en az Satürn büyüklüğünde olması gerekiyor

Araştırmacılar, bu olağan dışı değişimin arkasındaki mekanizmayı anlamak için 300 bin farklı başlangıç yörüngesi üzerinde bilgisayar simülasyonları gerçekleştirdi. İlk aşamada elde edilen sonuçlar arasından en uygun 100 senaryo seçilerek bir milyon yıllık süreç boyunca incelendi. Simülasyonların yaklaşık üçte ikisi bu süre içerisinde kararsız hale geldi. Geriye kalan modeller ise sistemin bugünkü durumunu açıklayabilecek bazı ortak özellikler ortaya koydu.

Buna göre henüz keşfedilmemiş ikinci gezegenin en az Satürn büyüklüğünde olması gerekiyor. Ayrıca iki gezegenin yörünge düzlemleri arasındaki açının çok büyük olmaması gerekiyor. Aksi durumda zaman içerisinde yörüngeler giderek daha eliptik hale gelebiliyor ve gezegenler birbirlerine tehlikeli derecede yaklaşarak sistemin kararsızlaşmasına neden olabiliyor.

Araştırmacılar, ikinci gezegenin transit geçiş yöntemiyle tespit edilemediğini belirtiyor. Bununla birlikte söz konusu gezegenin yıldız üzerindeki kütleçekim etkisi, yıldızın radyal hızında ölçülebilir değişiklikler oluşturabilir. Bu değişikliklerin tespit edilmesi, gizemli gezegenin varlığını doğrulamak açısından önemli bir fırsat sunabilir.

Ancak mevcut gözlem verilerindeki gürültü, böyle bir tespit yapılmasını şimdilik zorlaştırıyor. Araştırmacılar ayrıca sistemde üçüncü bir gezegen bulunması ihtimalini de tamamen dışlamıyor.

Ayrıca Bkz.1980'lerde terk edilen benzersiz füzyon yöntemi: İlk kez başarılı oldu

Sistemin bu hale nasıl geldiği henüz bilinmiyor

Çalışmanın yanıt aradığı bir diğer önemli soru ise TOI-2535 sisteminin yörünge yapısının nasıl bu kadar sıra dışı hale geldiği. Mevcut gezegen oluşum modellerine göre büyük gezegenler genellikle yıldızlarından daha uzakta oluşuyor ve zaman içerisinde gezegen oluşum diskindeki gazla etkileşimleri nedeniyle yıldızlarına doğru göç ediyor. Bu süreçte gezegenler arasında yörüngesel rezonanslar oluşabiliyor ve göç hareketi yavaşlayabiliyor.

Ancak bu etkileşimlerin, gezegenlerin yörünge düzlemleri arasındaki açıyı da sınırlaması bekleniyor. Dolayısıyla TOI-2535 sisteminde gözlemlenen hızlı yörünge değişiminin nasıl ortaya çıktığı henüz açıklığa kavuşmuş değil.

Araştırmacılara göre bu sistemi bugünkü durumuna getiren, gezegenlerin yörüngelerini değiştiren başka bir olay yaşanmış olabilir. Bununla birlikte mevcut veriler, böyle bir olayın ne olduğunu belirlemek için yeterli değil.