Sıcak Jüpiter

Sıcak Jüpiterler, (İngilizce: hot Jupiter; ayrıca roaster planet, epistellar jovians, pegasids ve pegasean planets olarak da bilinirler) fiziksel olarak Jüpiter'e benzeyen ancak çok kısa yörünge periyotlarına sahip olan, gaz devi ötegezegen sınıfıdır. Yıldızlarına olan yakınlığı ve yüksek yüzey-atmosfer sıcaklıklarından dolayı, "sıcak Jüpiterler" olarak adlandırılmaktadırlar.
En iyi bilinen sıcak Jüpiterlerden biri, kendisine Bellerophon da denilen 51 Pegasi b'dir. 1995'te keşfedilen bu Güneş dışı gezegen, Güneş benzeri bir yıldız etrafında dönenlerden ilkidir.
Genel özellikler
Sıcak Jüpiterlerin bazı ortak karakteristikleri bulunmaktadır:
Uzaktan bakıldığında etrafında döndükleri yıldızın önünden geçerek Dünyadan bakıldığında bir tutulmaya sebep olma ihtimalleri, aynı kütlede olup daha uzaktan yıldızı etrafında dönen bir başka gezegene göre daha büyüktür. En hatırı sayılır örnekler, yıldızının önünden geçtiği tespit edilen ve 2007de Spitzer Uzay Teleskobu tarafından haritalanan ilk sıcak Jüpiter HD 209458 b ile Kepler Uzay Aracının son zamanlarda incelenen HAT-P-7bdir.
Yıldızlarından aldıkları yüksek ışımadan dolayı yoğunlukları, böyle olmaması durumuna göre daha düşüktür. Bu durum, yıldızı önünden geçmekte olan gezegenin kenar kararmasında giriş ve çıkış sınırlarının saptanını zorlaştırır ve dolayısıyla yarıçap tespiti de zorlaşır.
Hepsinin gezegen göçüyle şimdiki yörüngelerine geldiği düşünülür. Çünkü şu anki konumları, bu kütedeki bir gezegenin oluşumu için hiçbir zaman yeterli madde bulunduramamıştır.
Bunların çoğunun dairesel (düşük dış merkezli) yörüngeleri vardır. Çünkü yörüngeleri daireselleşmiştir veya librasyonla daireselleşmektedir. Bunun sonucunda gezegen, kendi ve yıldızı etrafındaki dönüşünü senkronleştirerek yıldızına her zaman aynı yüzünü gösterir. Başka bir ifadeyle gezegen, yıldızı etrafında eşzamanlı döner.
Yüksek hızlı rüzgarlarla ısıyı gündüz tarafından gece tarafına yayarak bu iki taraf arasındaki sıcaklık farkını başka gezegenlere nispeten düşük seviyede tutarlar.
Sıcak Jüpiterler, etrafında döndükleri yıldızların hareketlerinde diğer gezegen türlerine nispetle daha büyük ve hızlı değişikliklere sebep olduklarından radyal hız metoduyla en kolay tespit edilen gezegenlerdir.
Sıcak Jüpiterlerin gezegenlerin kaya, buz ve gazlardan oluşabileceği donma çizgisinden daha dışarılarda oluştuklarına inanılır. Daha sonra yıldızlarına doğru göç ederek sonunda stabil bir yörüngeye yerleşirler. Bu gezegenlerin genelde iki göç yaptıkları veya muhtemelen başka gezegenlerle etkileştikleri sanılır. Göç, Güneş bulutumsusu zamanında başlar ve tipik olarak yıldız T-Tauri aşamasına girince durur. Bu sırada esen kuvvetli yıldız rüzgarları, geriye kalan bulutumsunun çoğunu ortadan kaldırır.
Sıcak Jüpiterlerin atmosferleri ve dış tabakaları sıyrıldıktan sonra (hidrodinamik kaçış) çekirdekleri chthonian gezegen olabilirler. Dış tabakaları kaybetmeleri, gezegenin büyüklüğü ve oluştuğu malzemeye ve yıldızından uzaklığına bağlıdır. Tipik bir sistemde yıldızından 0,02 AB uzakta olan gaz devi, hayatı boyunca kütlesinin %5 ila %7sini kaybeder. Fakat 0,015 AU'dan daha yakında dolanmak, çekirdeği dışında gezegenin tamamen buharlaşması demek olabilir.
Sıcak Jüpiterli sistemlerde gezegenler
Simülasyonlar göstermiştir ki, Jüpiter boyutlarındaki bir gezegenin, yıldızdan 5 ila 0,1 AB uzaklıktaki bölgeyi kaplayabilen iç proto-gezegen diskinden geçerek yaptığı göçün sanıldığı kadar yıkıcı olmadığını göstermiştir. Simülasyonlarda diskteki gezegenimsiler ve proto-gezegenler dahil maddenin %60tan fazlasının dışarıya doğru saçıldığı, böylece gezegen oluşturan diskin gaz devin arkasından tekrar şekillendiğine görülmüştür. Simülasyonlarda sıcak Jüpiter'in geçip 0,1 ABde bir yörüngede stabilize olduktan sonra iki Dünya kütlesine kadar olan gezegenlerin yaşanabilir bölgede (İng. habitable zone) oluşabildiği anlaşılmıştır. Ayrıca iç yıldız sistemi malzemelerinin ve donma sınırı dışında kalan dış yıldız sistemi malzemeleriyle karışmasıyla sıcak Jüpiter'in geçmesinden sonra oluşan dünyasal gezegenlerin özellikle su açısından zengin olduklarını ortaya koymuştur.
Ters yönlü yörünge
Birkaç sıcak Jüpiter'in ters yönlü yörüngelerde olduğu (İng. retrograde orbit) ve bunun gezegen oluşum kuramlarının doğruluğu konusunda şüpheler uyandırmıştır. Bunun gezegenin yörüngesinin bozulması yerine yıldızın manyetik alanıyla gezegen oluşturan disk arası interactiondan dolayı ekseni etrafında takla atarak dönüş yönünü değiştirmesinden kaynaklanmış da olabilir. Yeni gözlemler eski verilerle birleştirilince alınan sonuçlara göre incelenen sıcak Jüpiterlerin yarısından fazlasının yörüngelerinin ana yıldızlarının dönüş ekseniyle aynı hizada olmadığı (misaligned), altı güneşdışı gezegenin de ters yönde bir yörüngede olduğu saptanmıştır (retrograde motion).
Çok kısa periyotlu gezegenler
Çok kısa periyotlu gezegenler, dönüş periyotları bir günden az olan bir sıcak Jüpiter çeşidi olup ancak 1,25 Güneş kütlesinden az kütlesi olan yıldızların etrafında görülmektedir. Bu tür gezegenler, yıldızları etrafında tarif edilen bütün diğer gezegensi cisimlerden daha yakında seyrederler.
Beş ok kısa periyotlu gezegene Samanyolunun teker adı verilen merkez bölgesinde keşfedilmiştir. Hubble Uzay Teleskopu tarafından ilk defa gözlenip Space Telescope Science Institute, Universidad Catolica de Chile, Uppsala Üniversitesi, High Altitude Observatory, INAFOsservatorio Astronomico di Padova ve Los Angeles'taki Kaliforniya Ünivesitesi tarafından tarif edilmişlerdir.
Bunların dışında yukarıdaki hipotezi desteklemeyen, Wasp-18b gibi yıldızı önünden geçen (transit yapan) ve yıldızı etrafındaki dönüşünü bir günden az bir zamanda tamamlayan sıcak Jüpiterler de keşfedilmiştir.
Şişkin gezegenler
Büyük çaplı ve çok düşük yoğunluklu gaz devi gezegenler bazen "puffy gezegen" veya benzer yoğunluklarından dolayı "sıcak Satürnler"ler de denir. Puffy gezegenler, yıldızları etrafında çok yakından dolanıyor olabilirler. Bu, yıldızın yoğun ısısının ve gezegenin dahili ısısının gezegen atmosferini sıkıştıracağı için mümkündür (gezegenin atmosferini şişirmeye yardım eder). Transit metoduyla altı büyük çap ve düşük yoğunluklu gezegen keşfedilmiş olup bunlar, keşfediliş sırasına göre HAT-P-1b, COROT-1b, TrES-4, WASP-12b, WASP-17b ve Kepler-7bdir. Radial hız metoduyla tespit edilen bazı sıcak Jüpiterler, puffy gezegenler olabilir. Bunların çoğu kütlesi iki Jüpiter kütlesinden azdır. Çünkü daha kütleli gezegenlerin daha kuvvetli çekim alanları olup bu onları takriben Jüpiter boyutunda kalmasını sağlamaktadır.