Bugüne kadar 6.000'den fazla ötegezegen keşfedilmiş olmasına rağmen, başka yıldız sistemlerinde aylara dair kesin bir kanıt elde edilememişti. Ancak uluslararası bir araştırma ekibinin Nature dergisinde yayımladığı yeni çalışma, bu tabloyu köklü biçimde değiştirdi. Ekip, 73 ışık yılı uzaklıktaki kahverengi cüce CD-35 2722 B'nin yörüngesinde, ay benzeri bir cisim olduğuna ilişkin güçlü sinyaller tespit etti.

Kahverengi cüceler, gezegenlerle yıldızlar arasında kalan ve yıldız olmak için yeterli kütleye ulaşamamış gök cisimleri olarak biliniyor. CD-35 2722 B, Jüpiter'in kütlesinin yaklaşık 37 katına sahip ve kütlesi Güneş'in yüzde 40'ı kadar olan CD-35 2722 yıldızının çevresinde dönüyor. İki cisim birbirinden yaklaşık 2,8 yay saniyesi görünür uzaklıkla ayrılıyor.

Doppler Yöntemiyle 23 Gece Gözlem

Araştırma ekibi, CD-35 2722 B'yi Ekim 2023 ile Şubat 2026 arasında toplam 23 gece boyunca gözlemledi. Gözlemlerde Avrupa Güney Gözlemevi'nin (ESO) Çok Büyük Teleskop'u (VLT) üzerindeki CRIRES+ kızılötesi tayfölçeri kullanıldı. Doppler yöntemi olarak bilinen teknik sayesinde araştırmacılar, CD-35 2722 B'nin yakınında yörüngede dönen başka bir cismin kütle çekiminden hafifçe çekilerek nasıl sallandığını kayıt altına aldı.

Bu yöntem, bir gök cisminin tayfında gözlenen Doppler etkisini kullanarak radyal hız değişimlerini ölçüyor; böylece ötegezegenlerin kütlesi, yörünge dönemi ve yörünge dış merkezliliği hesaplanabiliyor. Aynı yöntem, 1995'te Güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen ilk ötegezegenin keşfinde de kullanılmıştı.

CD-35 2722 B, ana yıldızından yeterince uzakta olduğu için tayfı, yıldız ışığının neredeyse hiçbir karışma etkisi olmadan doğrudan elde edilebildi. Araştırmacılar, yüksek dalga boyu çözünürlüğüne sahip bir enstrüman ve minimum tayf kirliliği kombinasyonunun, önceki ölçümlere kıyasla 100 kata kadar daha hassas veri sağladığını belirtti.

Jüpiter Kütlesinde Dev Bir Uydu

Analizler, yaklaşık 170 günlük bir yörünge dönemiyle dönen ve kütlesi en az Jüpiter'in 0,9 katı olan büyük bir uyduya işaret eden güçlü bir sinyal ortaya çıkardı. Kütle oranı açısından bakıldığında bu cisim, çevresinde döndüğü kahverengi cücenin kütlesinin yaklaşık yüzde 2,5'ini oluşturuyor. Bu oran, Güneş sistemi'ndeki uydulara kıyasla oldukça yüksek: Dünya-Ay sisteminde bu oran yüzde 1,2 civarındayken Jüpiter ve Satürn'ün uydularının kütle oranları çok daha düşük seyrediyor.

Gözlemlenen sinyalin gerçekten bir aydan kaynaklandığını doğrulamak için ekip, olası alternatif faktörleri de detaylı şekilde inceledi. Bunlar arasında Dünya'nın yörünge hareketine yönelik düzeltmelerdeki hatalardan kaynaklanan görünür periyotlar, atmosferik koşullardaki mevsimsel değişimler ve kahverengi cücenin kendi dönüşünün etkileri yer aldı.

Ayrıca, uydunun kahverengi cücenin gelgit kuvvetleri tarafından parçalanacağı sınır olan Roche limiti ile kahverengi cücenin kütle çekim etki alanını belirleyen Hill yarıçapı üzerine yapılan hesaplamalar, uydunun yörüngesinin fiziksel olarak kararlı kalabileceği bir aralıkta yer aldığını doğruladı.

'Ay' mı 'Exosatellite' mi?

Araştırmacılar, bu bulgunun söz konusu yöntemle bir kahverengi cüce yoldaşının çevresinde uydu bulunduğuna dair elde edilen ilk kanıt olduğunu söylüyor. Birkaç ay önce başka bir ekip, VLT İnterferometresi ile HD 206893 yıldız sistemini gözlemlerken bir uydunun varlığına işaret eden ipuçları toplamış ancak henüz kesin bir tespit yapamamıştı.

Bu çalışmada keşfedilen cisim, Güneş sistemi'ndeki uydulara yönelik geleneksel çerçeveyle tam olarak açıklanamayan eşsiz bir konumda bulunuyor. Diego Portales Üniversitesi'nden astrofizikçi Alice Zurlo, konuya ilişkin değerlendirmesinde, "Güneş sistemi'nde gezegenler ile Güneş arasında net bir ayrım var, dolayısıyla ayları tanımlamak oldukça basit" ifadelerini kullandı ve ekledi: "Ama yıldızlar, gezegenler ve aylar arasındaki sınırların bulanıklaştığı CD-35 2722 sisteminde her şeyi tanımlamak çok daha karmaşık hale geliyor."

Keşfedilen cismin gerçek anlamda bir 'ay' olarak adlandırılıp adlandırılamayacağı hâlâ netleşmiş değil. ESO da 'öteuydu' (exomoon) için resmen tanınmış bir tanım bulunmadığını, araştırmacıların ise 'exosatellite' terimini kullandığını belirtiyor. Çalışmanın kendisi de söz konusu cismin gelecekteki kriterleri karşılayıp karşılamayacağının belirsiz olduğunu, ancak bu keşfin kesin bir tespit tanımı oluşturma yolunda atılmış önemli bir adım olduğunu kabul ediyor.

Gezegen Oluşumu ve Ötegezegen Araştırmaları İçin Yeni Ufuklar

Araştırmacılar, bu keşfin gezegen oluşumu ve gök mekaniği kuramları için yeni yönler belirlenmesinde katalizör olacağına inanıyor. Dahası, kahverengi cücelerin çevresinde Dünya benzeri küçük, kayalık uydular bulunması durumunda, gelgit ısınması sayesinde yıldızlarından çok daha uzak mesafelerde bile yaşama elverişli ortamlar oluşabileceği düşünülüyor. Bu durum, uzayda yaşam arayışı açısından da heyecan verici çıkarımlar barındırıyor.

Öte yandan, bir sonraki nesil 39 metre ayna çapına sahip Aşırı Büyük Teleskop (ELT) tamamlandığında çok daha küçük öteuyduların bile tespit edilmesi mümkün olabilecek. Böylece gökbilimciler, yıldız sistemlerindeki uydu ekosistemlerinin ne kadar yaygın ve çeşitli olduğunu daha iyi anlama şansına kavuşacak.