Ultra kısa dönemli gezegen

Ultra kısa dönemli gezegen (İngilizce Ultra-short period planet, kısaltılmışı USPP), yörünge periyodu bir Dünya gününden daha kısa olan bir ötegezegen türüdür.^[1] Bu kadar kısa bir mesafede, gelgit etkileşimleri nispeten hızlı bir yörünge ve dönüş evrimine yol açar. Bu nedenle, yaşlı bir anakol yıldızı etrafında bir USP gezegeni varsa, gezegenin büyük olasılıkla dairesel bir yörüngesi vardır ve kütleçekimsel kilitlenmeye maruz kalmıştır.^[1] Boyutları 2 dünya yarıçapını aşan çok fazla USP gezegeni yoktur.^[1] Güneş benzeri yıldızların (Sarı cüceler) yaklaşık 200'de biri ultra kısa dönemli bir gezegene sahiptir. Bu oluşum oranının konak yıldızın kütlesine güçlü bir bağımlılığı vardır. Oluşum oranı, M-tipi kırmızı cüceler için % (1,1 ± 0,4)'ten F cüceleri için % (0,15 ± 0,05)'e kadar düşer.^[1] USP gezegenlerinin çoğu %70 kaya ve %30 demirden oluşan Dünya benzeri bir bileşimle tutarlı görünmektedir, fakat K2-229b daha büyük bir demir çekirdeği olduğunu düşündüren daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir. WASP-47e ve 55 Cnc e daha düşük bir yoğunluğa sahiptir ve tamamen kaya veya bir su (veya diğer uçucu maddeler) tabakasıyla çevrili kayalık-demir bir cisimle uyumludur.^[1]

Sıcak Jüpiter'ler ile karasal USP gezegenleri arasındaki fark, gezegensel yoldaşların yakınlığıdır. Sıcak Jüpiter'lere nadiren yörünge periyodu veya mesafesi 2-3 kat olan başka gezegenler eşlik eder. Buna karşılık, karasal USP gezegenlerinin neredeyse her zaman daha uzun dönemli gezegensel yoldaşları vardır.^[1] Bunlardan biri bir USP gezegeni ise, bitişik gezegenler arasındaki periyot oranı daha yüksek olma eğilimindedir. Bu durum USP gezegeninin hala devam ediyor olabilecek gelgitsel yörünge bozulmasına uğradığını gösterir.^[1] USP gezegenleri ayrıca daha geniş yörüngelerdeki gezegen çiftlerine göre bitişik gezegenlerle daha yüksek ortak eğikliğe sahip olma eğilimindedir. Bu durum da, USP gezegenlerinin yörünge bozulmasına ek olarak eğiklik uyarımı yaşadığını düşündürür.^[1]

Bir günden kısa bir döneme sahip birkaç dev gezegen bilinmektedir. Bunların oluşumu, karasal USP gezegenlerinden en az bir büyüklük mertebesi kadar daha düşük olmalıdır.^[1]

USP gezegenlerinin buharlaşmış sıcak Jüpiter'lerin kayalık çekirdekleri olduğu öne sürülmüştü, ancak USP gezegenlerinin konak yıldızlarının metalliği sıcak Jüpiter'lerin yıldızlarından daha düşüktür. Bu nedenle USP gezegenlerinin buharlaşmış gaz cücelerinin çekirdekleri olması daha muhtemel görünmektedir.^[1]

TESS-Keck Araştırması tarafından 17 USP gezegeni kullanılarak yapılan bir çalışmada, USP gezegenlerinin çoğunlukla yaklaşık %32 oranında demir çekirdeği kütlesine sahip Dünya benzeri bir bileşime sahip oldukları ve kütlelerinin hızlı kütleçekimsel birikim sınırının altında kaldığı bulunmuştur. USP'ler ayrıca neredeyse her zaman güneş metalliğine sahip yıldızların etrafındaki çoklu gezegen sistemlerinde bulunurlar.^[2]

TOI-561b üzerine yapılan çalışmalar, bu gezegenin Nisan 2022 itibarıyla en düşük yoğunluğa sahip (3,8 ± 0,5 g cm⁻³) bir USP gezegeni olduğunu ortaya koymuştur. Bu gezegenin düşük yoğunluğu; büyük bir su tabakası, H/He zarfının olmaması ve tahmin edilen bir su buharı atmosferi ile açıklanmaktadır. Buhar atmosferi gelecekte JWST ile tespit edilebilir. TOI-561b'nin alışılmadık özelliklerini tam olarak açıklamak için daha karmaşık modeller gerekebilir.^[3]

Kaynakça

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Winn, Joshua N.; Sanchis-Ojeda, Roberto; Rappaport, Saul (2018). "Kepler-78 and the Ultra-Short-Period planets". New Astronomy Reviews. Cilt 83. ss. 37-48. arXiv:1803.03303 $2. Bibcode:2018NewAR..83...37W. doi:10.1016/j.newar.2019.03.006.
^ Dai, Fei; Howard, Andrew W.; Batalha, Natalie M.; Beard, Corey; Behmard, Aida; Blunt, Sarah; Brinkman, Casey L.; Chontos, Ashley; Crossfield, Ian J. M.; Dalba, Paul A.; Dressing, Courtney; Fulton, Benjamin; Giacalone, Steven; Hill, Michelle L.; Huber, Daniel (1 Ağustos 2021). "TKS X: Confirmation of TOI-1444b and a Comparative Analysis of the Ultra-short-period Planets with Hot Neptunes". The Astronomical Journal. 162 (2). s. 62. arXiv:2105.08844 $2. Bibcode:2021AJ....162...62D. doi:10.3847/1538-3881/ac02bd. ISSN 0004-6256.
^ Lacedelli, G.; Wilson, T. G.; Malavolta, L.; Hooton, M. J.; Collier Cameron, A.; Alibert, Y.; Mortier, A.; Bonfanti, A.; Haywood, R. D.; Hoyer, S.; Piotto, G.; Bekkelien, A.; Vanderburg, A. M.; Benz, W.; Dumusque, X. (1 Nisan 2022). "Investigating the architecture and internal structure of the TOI-561 system planets with CHEOPS, HARPS-N, and TESS". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 511 (3). ss. 4551-4571. arXiv:2201.07727 $2. Bibcode:2022MNRAS.511.4551L. doi:10.1093/mnras/stac199. ISSN 0035-8711.

[winn2019-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j Winn, Joshua N.; Sanchis-Ojeda, Roberto; Rappaport, Saul (2018). "Kepler-78 and the Ultra-Short-Period planets". New Astronomy Reviews. Cilt 83. ss. 37-48. arXiv:1803.03303 $2. Bibcode:2018NewAR..83...37W. doi:10.1016/j.newar.2019.03.006.

[2] Dai, Fei; Howard, Andrew W.; Batalha, Natalie M.; Beard, Corey; Behmard, Aida; Blunt, Sarah; Brinkman, Casey L.; Chontos, Ashley; Crossfield, Ian J. M.; Dalba, Paul A.; Dressing, Courtney; Fulton, Benjamin; Giacalone, Steven; Hill, Michelle L.; Huber, Daniel (1 Ağustos 2021). "TKS X: Confirmation of TOI-1444b and a Comparative Analysis of the Ultra-short-period Planets with Hot Neptunes". The Astronomical Journal. 162 (2). s. 62. arXiv:2105.08844 $2. Bibcode:2021AJ....162...62D. doi:10.3847/1538-3881/ac02bd. ISSN 0004-6256.

[3] Lacedelli, G.; Wilson, T. G.; Malavolta, L.; Hooton, M. J.; Collier Cameron, A.; Alibert, Y.; Mortier, A.; Bonfanti, A.; Haywood, R. D.; Hoyer, S.; Piotto, G.; Bekkelien, A.; Vanderburg, A. M.; Benz, W.; Dumusque, X. (1 Nisan 2022). "Investigating the architecture and internal structure of the TOI-561 system planets with CHEOPS, HARPS-N, and TESS". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 511 (3). ss. 4551-4571. arXiv:2201.07727 $2. Bibcode:2022MNRAS.511.4551L. doi:10.1093/mnras/stac199. ISSN 0035-8711.

[1]

[2]

[3]