Dev Dünya

Dev Dünya veya süper Dünya, astronomide Dünya'dan daha fazla kütleye sahip, fakat Güneş Sistemi'nin buz devleri olan Uranüs ve Neptün'den çok daha az kütleye sahip olan bir tür ötegezegendir. Bu terim yalnızca gezegenin kütlesine işaret eder ve yüzey koşulları ya da yaşanabilirlik konusunda bir şey ima etmez. Kütle ölçeğinin üst ucundaki gezegenler için alternatif olarak "gaz cüceleri" terimi daha doğru olsa da, yaygın olarak "mini-Neptün" terimi kullanılır.
Tanımı
Genelde dev Dünyalar yalnızca kütleleriyle tanımlanır ve sıcaklığı, bileşimi, yörüngesel özellikleri veya Dünya benzeri çevrelerle ilgili bir şey ima etmezler. Dev Dünyanın değişik tanımlarında çeşitli yoğunluklar geçmektedir. Kaynaklar genelde on Dünya kütlesi üst sınır olarak kabul edilmiş olmakla beraber (Güneş Sistemi'nin en az kütleli gaz devi olan Uranüs'ün kütlesinin yaklaşık %69'u) alt sınır 1 veya 1,9 ila 5 arasında olup basında muhtelif başka tanımlar da görünmektedir. Bazı yazarlar, bu terimin hatırı sayılır bir atmosferi olmayan gezegenler dışında kullanılmamasından yanadırlar. 10 Dünya kütlesi üstünde olan gezegenlere dev gezegenler denmektedir.
Keşifler
Güneş Sistemi'nde en büyük karasal gezegeni Dünya olup ondan büyük gezegenlerin kütlesi en azından onun 14 katı olduğundan bu kategoride bir gezegeni bulunmamaktadır.
İlk bulunan dev Dünya
İlk dev Dünyalar Aleksander Wolszczan ve Dale Frail tarafından PSR B1257+12 pulsarı etrafında 1992 yılında keşfedildi. Sistemin iki dış gezegeninin kütleleri takriben Dünya'nın dört katı olup gaz dev olamayacak kadar küçüktür.
Bir ana kol yıldız etrafında keşfedilen ilk dev Dünya, 2005'te Eugenio Rivera'nın yönettiği bir grup tarafından bulundu. Bu dev Dünya Gliese 876 etrafında dönen ve Gliese 876 d adını aldı (iki Jüpiter boyunda gaz dev daha önce bu sistemde keşfedilmişti). Tahmin edilen kütlesi 7,5 Dünya kütlesi olup sadece iki günlük yörünge dönüş süresi vardır. Gliese 876 d'nin sıcak yıldızına olan yakınlığından dolayı (bir kırmızı cüce) yüzey sıcaklıği 430650 kelvin olabilir. ve su bulundurabilir.
2006'da keşfedilmiş başka dev Dünyalar
2006'da kütleçekimsel mikromerceklemeyle 5,5 Dünya kütleli OGLE-2005-BLG-390Lb ve 10 Dünya kütleli HD 69830 b ilaveten bulundu.
Yaşanabilir bölgede ilk dev Dünya
Nisan 2007'de Stephane Udry'nin İsviçre'deki bir grubu, Gliese 581 etrafında dönüp yaşanabilir bölgenin sınırında olan ve yüzeyinde su bulunabilecek iki yeni dev Dünya keşfetti. En az beş Dünya kütlesi ve Gliese 581'den 0.073 astronomik birim uzakta olan Gliese 581 c, bu bölgenin "ılık" köşesinde olup (muhtemel atmosferin etkisini göze almadan) tahmin edilen ortalama sıcaklığın Venüs'le kıyaslanabilir olduğu halde −3 C ve Dünya ile kıyaslanabilir olduğu halde eğ 40 C olduğu tahmin ediliyor. Daha sonraki araştırmalar, Gliese 581 c'nin Venüs gibi kontroldışı olmuş bir sera etkisi altında kaldığını, fakat kardeş gezegen Gliese 581 d'in 0,22 AB uzaklık ve 7,7 Dünya kütlesiyle yaşanabilir bölgede bulunduğunu tahmin ediyor.
2008'de bulunan dev Dünyalar
Bugüne kadar bulunan en küçük dev Dünya MOA-2007-BLG-192Lb olup astrofizikçi David P. Bennett uluslararası MOA birliği için 2 Haziran 2008'de duyurmuştur. Bu gezegenin tahminen 3,3 Dünya kütlesi olup bir kahverengi cücenin etrafında dönmektedir. Kütleçekimsel mikromercekleme ile tespit edilmiştir.
2008 Haziran'ında Avrupalı araştırmacılar, Güneş'ten biraz daha az kütleli HD 40307 etrafında üç dev Dünyayı keşfettiklerini açıkladılar. Gezegenlerin kütleleri Dünya'nın en az 4,2, 6,7 ve 9,4 katı olarak tespit edildi. Gezegenler, dikeyhız metoduyla Şili'deki HARPS (İng. High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher - Yüksek seçicili dikey hız gezegen araştırıcısı) ile saptandı.
Ayrıca aynı Avrupalı araştırmacılar, HD 181433 yıldızının etrafında dönen 7,5 Dünya kütleli başka bir gezegenin varlığını da ilan ettiler. Bu yıldızı ayrıca Jüpiter benzeri bir gezegen, üç yılda bir dolanmaktadır.
2009'da keşfedilen dev Dünyalar
4,8 Dünya kütlesi olduğu tahmin edilen ve 0,853 günde yıldızı etrafında dönen COROT-7b gezegeninin keşfi 3 Şubat 2009'da ilan edildi. COROT-7b için elde edilen yoğunluk tahmini, Güneş Sistemi'nin iç dört gezegeninin benzeri kayamsı silikat minerallerden oluştuğuna işaret etmektedir. Bu yeni ve hatırı sayılır bir keşiftir.
1,9 Dünyü kütleli Gliese 581 e'nin keşfi, 21 Nisan 2009'da ilan edildi. Normal bir yıldızın etrafında dolanan en küçük kütleli güneşdışı gezegen olup kütlesi Dünya'nınkine en yakın olandır. Sadece 0,03 AB uzaklıkta yıldızı etrafında 3,15 günde dolanan bu gezegen, yaşanabilir bölgede bulunmamaktadır ve Jüpiter'in volkanik uydusu İo'dan 100 kat daha fazla gelgit ısınmasına maruz kalmaktadır.
Ek olarak 0,2 AB uzaklıktan ve 67 günde kırmızı cüce yıldızı dolanan Gliese 581 d'nin yaşanabilir bölgede bulunduğundan keşfedilen güneşdışı gezegenler arasında yüzeyinde su bulunma ihtimali yüksek ilk gezegen olmuş oldu.
2009 Aralık'ında bulunan GJ 1214 b, Dünya'dan 2,7 kere daha büyük olup Güneş'ten çok daha küçük ve az aydınlatma gücü çok daha az olan bir yıldız etrafında dolanıyor. Harvard astronomi profesörü ve keşfi haber veren makalenin önde gelen yazarlarından olan David Charbonneau, "Bu gezegende muhtemelen su vardır" demiştir.
2009 Kasım'ına kadar toplan 30 dev Dünyalar keşfedilmiş olup bunların 24'ü HARPS'la incelenmiştir.
2010'da keşfedilen dev Dünyalar
5 Ocak 2010'da keşfedilen HD 156668 b gezegeninin minimum kütlesi 4,15 dünya kütlesidir ve dikeyhız metoduyla bulunan ikinci derecede az kütleli olandır. Bundan daha az kütleli olup dikeyhız metodu gezegeni Gliese 581 e olup 1,9 Dünya kütlesi vardır (yukarı bakınız). 24 Ağustos'ta astronomlar, ESOnun HARPS ölçü aletini kullanarak HD 10180 adında Güneş benzeri bir yıldızın etrafında dolanan yediye kadar gezegeni olan bir gezegen sistemi keşfettiklerini haber verdiler. Bu gezegenlerden birinin şimdiye kadar doğrulanmamış bir ölçüme göre 1,35 ± 0,23 Dünya kütlesi vardır. Bu da bugüne kadar bulunmuş ve bir anakol yıldızı etrafında dönen en küçük kütleli güneşdışı gezegen olurdu. Tasdik edilmemiş olmasına rağmen bu gezegenin var olma ihtimali %98,6'dır.
A. B. D'nin milli bilim vakfı olan National Science Foundation, 29 Eylül'de M cücesi Gliese 581'in etrafında dönen dördüncü dev Dünyanın keşfini haber verdi. Gezegenin en düşük kütlesi Dünya'nın 3,1 katı olup 0,146 AB uzaklıktan neredeyse dairesel bir yörüngede 36,6 günde yıldızı etrafında dönmektedir. Bu yörünge, gezegeni c ve d gezegenlerinin arasına ve yüzeyde suyun bulunabilen yaşanabilir bölgenin ortasına yerleştirmektedir. Bu keşif de dikeyhız metoduyla Santa Cruz'daki Kaliforniya Üniversitesi ve Washington'daki Carnegie kurumunca yapınldı. Fakat Gliese 581 g'in varlığı, başka bir grup tarafından şüpheyle karşılandığından bugün Extrasolar Planets Encyclopaedia'da doğrulanmamışlar arasında listelenmektedir.
2011'de keşfedilen dev Dünyalar
2 Şubat'ta Kepler Uzay Gözlemevi görev ekibi, yaklaşık olarak "Dünya boyutunda" (Rp < 1,25 Re) 68 aday ve "dev Dünya boyutunda" (1,25 Re < Rp < 2 Re) 288 aday dahil olmak üzere 1235 ötegezegen adayının bir listesini yayınladı. Ek olarak 54 gezegen adayı "yaşanabilir bölge"de keşfedildi. Altı aday, bu bölgede Dünya'nın iki katından azdır [şöyle ki: KOI 326.01 (Rp = 0,85), KOI 701.03 (Rp = 1,73), KOI 268.01 (Rp = 1,75), KOI 1026.01 (Rp = 1,77), KOI 854.01 (Rp = 1,91), KOI 70.03 (Rp = 1,96) - çizelge 6] Son zamanlarda yapılan bir çalışma, bu adaylardan birinin (KOI 326.01) aslında çok daha büyük ve sıcak olduğunu bildirdi. En son Kepler bulgularına dayanarak, astronom Seth Shostak, "Dünya'ya bin ışık yılı içinde en az 30.000 yaşanabilir dünya" olduğunu tahmin ediyor. Yine bulgulara dayanan Kepler Ekibi, "Samanyolu'nda en az 50 milyar gezegen" olduğu tahmininde bulundu ve bunların "en az 500 milyonu" yaşanabilir bölgede bulunuyor.
17 Ağustos'ta muhtemel yaşanabilir dev Dünya HD 85512 b ile birlikte üç dev Dünya sistemi 82 G. Eridani HARPS kullanılarak keşfedildi. Şayet bulut örtüsü %50'den fazla ise HD 85512 b'nin yaşanabilir olabileceği sanılıyor. Bir aydan az süre geçtikten sonra, içinde 10 dev Dünya olan 41 yeni güneşdışı gezegenler bildirildi.
5 Aralık'ta Kepler uzay teleskopu, Güneş benzeri bir yıldızın etrafında dolanan ve yaşama elverişli bölgesinde (Goldilocks-bölgesi) bulunan ilk gezegeni keşfetti. Kepler-22b adı verilen bu gezegenin çapı Dünya çapının 2,4 katı olup, yıldızına Dünya'nın Güneş'e olduğundan %15 daha yakındır. Bununla birlikte, G5V tayf tipine sahip olan yıldız, Güneş'ten (G2V) biraz daha sönük olduğu için bu durum dengelemekte ve yüzey sıcaklıkları yüzeyde sıvı suya izin verebilir.
Nitelikleri
Büyük kütlelerinden dolayı dev Dünyaların fiziksel nitelikleri Dünya'dan farklıdır. Diana Valencia etrafındaki ekibin Gliese 876 d üzerine yaptığı bir çalışma, düzgeçiş metoduyla yarıçapın ve gezegen kütlesinin öğrenilerek gezegenin yapısal bileşiminin çıkarılabileceğini söylüyor. Gliese 876 söz konusu olduğunda hesaplar, çok büyük demir çekirdeği olan kayalık bir gezegen için 9.200 km (1,4 Dünya çapı) ve su ve buz dolu bir gezegen için de 12.500 km'lik çap (2,0 Dünya çapı) olabileceğini hesaplıyor. Bu sınır içinde dev Dünya Gliese 876 d'in yüzey çekimi 1,9 ila 3,3 g (19 ila 32 m/s2) arası olmalıdır.
İlaveten Valencia ve başkaları tarafından yapılan teorik çalışmalar, dev Dünyaların Dünya'dan jeolojik olarak daha aktif olacağını, daha ince plakalarının daha büyük gerilim altında daha dinamik tabaka tektoniğine sebep olacağı yönüne işaret etmektedir. Gerçekte onların modelleri, Dünya'nın "sınırda" bir gezegen olarak plaka tektoniğini ancak kaldırabilecek kadar büyük olduğunu ifade eder. Fakat başka çalışmalar, daha şiddetli çekimin etkisiyle mantodaki kuvvetli konveksiyon akımlarının kabuğu daha sağlamlaştıracağı ve plaka tektoniğini engelleyeceği yönünde sonuçlara varmışlardır. Gezegenin yüzeyinin magmanın itici gücüyle kabuğu delerek plakalara ayıramayacak kadar kuvvetli olacağı sanılmaktadır.
Sıcaklıklar
Dev Dünyaların atmosferlerinin ve sera etkisinin olup olmadığı daha bilinemediğinden yüzey sıcaklıkları bilinememekte, ancak genel bir denge sıcaklığı verilebilmektedir. Mesela Dünya'nın kara cisim ışınımı 254,3 K'dir (−19 C). Dünya'yı daha sıcak tutan sera gazlarıdır. Venüs'ün kara cisim ışıması sadece 231.7 K (−41 C) iken gerçek sıcaklığı 737 K'dir (464 C). Venüs'ün atmosferi daha çok ısı tutmasına rağmen NASA, Venüs'ün kara cisim ışımasını fevkalade yüksek aklık derecesi olmasından dolayı daha soğurucu (düşük aklık dereceli) Dünya'dan daha düşük olarak verir.