Bu, AB Aurigae b adlı devasa, yeni oluşan bir ötegezegenin bir sanatçının çizimidir. Araştırmacılar, bu protoplanet’in disk kararsızlığı adı verilen yoğun ve şiddetli bir süreçle oluştuğunu doğrulamak için Hubble Uzay Teleskobu ve Subaru Teleskobu’ndan alınan yeni ve arşiv verilerini kullandılar. Disk kararsızlığı, baskın çekirdek toplama modelinden çok farklı, yukarıdan aşağıya bir yaklaşımdır. Bu senaryoda, bir yıldızın etrafındaki devasa bir disk soğur ve yerçekimi diskin hızla bir veya daha fazla gezegen kütlesi parçasına bölünmesine neden olur. AB Aurigae b’nin Jüpiter’den yaklaşık dokuz kat daha büyük olduğu tahmin ediliyor ve ev sahibi yıldızının yörüngesinde Plüton’un Güneşimizden iki kat daha uzakta dönüyor. Kredi: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Hubble Alışılmadık Bir Şekilde Oluşan Bir Gezegen Buldu
Genel olarak evrenimizdeki gezegenlerin oluşumu yemek pişirmeye benzetilebilir. Tıpkı bir gezegeni oluşturan “malzemeler”in değişebileceği gibi, “pişirme yöntemi” de değişebilir.
kullanan araştırmacılar Hubble uzay teleskobu bir gezegeni, disk kararsızlığı adı verilen şiddetli ve yoğun bir süreç olan “fızıldama”ya benzetilebilecek eylemde yakaladık. Bu yöntemde, madde ve gaz biriktiren küçük bir çekirdekten büyüyen ve oluşan bir gezegene sahip olmak yerine, bir yıldızın etrafındaki gezegen öncesi disk soğur ve yerçekimi onun bir veya daha fazla gezegen kütlesi parçasına bölünmesine neden olur.
Gökbilimciler, uzun zamandır bu sürecin açık kanıtlarını, büyük, Jüpiter-benzeri gezegenler ve Hubble’ın çözünürlüğü ve uzun ömürlülüğü, önemli bir eksik yapboz parçası olduğunu kanıtladı.
Araştırmacılar, Hubble’ın Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografını (STIS) ve Yakın Kızılötesi Kamerasını ve Çok Nesneli Spektrografını (NICMOS) kullanarak yeni oluşan dış gezegen AB Aurigae b’yi 13 yıllık bir süre boyunca doğrudan görüntüleyebildiler. Sağ üstte, Hubble’ın 2007’de yakaladığı NICMOS görüntüsü, AB Aurigae b’yi, cihazın koronagrafı tarafından kapsanan ana yıldızına kıyasla tam güney konumunda gösteriyor. 2021’de STIS tarafından çekilen görüntü, protogezegenin zaman içinde saat yönünün tersine hareket ettiğini gösteriyor. Kredi: Bilim: NASA, ESA, Thayne Currie (Subaru Telescope, Eureka Scientific Inc.); Görüntü İşleme: Thayne Currie (Subaru Telescope, Eureka Scientific Inc.), Alyssa Pagan (STScI)
Kanıtlar, Jüpiter benzeri protoplanet oluşumundan sorumlu şiddetli bir çöküşü gösteriyor.
NASAHubble Uzay Teleskobu, araştırmacıların “yoğun ve şiddetli bir süreç” olarak tanımladığı şekilde oluşan Jüpiter benzeri bir protoplanet’in kanıtlarını doğrudan fotoğrafladı. Bu keşif, Jüpiter gibi gezegenlerin “disk kararsızlığı” olarak adlandırılan nasıl oluştuğuna dair uzun süredir tartışılan bir teoriyi destekliyor.
Yapım aşamasında olan yeni dünya, yaklaşık 2 milyon yaşında olduğu tahmin edilen genç bir yıldızı çevreleyen, etrafında dönen belirgin bir sarmal yapıya sahip bir ön-gezegensel toz ve gaz diskine gömülüdür. Bu, gezegen oluşumunun devam ettiği güneş sistemimizin yaşıyla ilgili. (Güneş sisteminin yaşı şu anda 4,6 milyar yıldır.)
“Doğa zekidir; Subaru Teleskobu ve Eureka Scientific’ten Thayne Currie, çalışmanın baş araştırmacısı Thayne Currie, “bir dizi farklı şekilde gezegenler üretebilir” dedi.
Tüm gezegenler, çevresel bir diskten kaynaklanan malzemeden yapılmıştır. Jüpiter gezegen oluşumu için baskın teoriye, diske gömülü gezegenlerin, bir yıldızın yörüngesinde dönerken çarpışan ve birbirine yapışan, toz tanelerinden kayalara kadar değişen küçük nesnelerden büyüdüğü aşağıdan yukarıya bir yaklaşım olan “çekirdek yığılması” denir. Bu çekirdek daha sonra yavaşça diskten gaz biriktirir. Buna karşılık, disk kararsızlığı yaklaşımı, bir yıldızın etrafındaki büyük bir disk soğurken, yerçekiminin diskin hızla bir veya daha fazla gezegen kütlesi parçasına bölünmesine neden olduğu yukarıdan aşağıya bir modeldir.
AB Aurigae b olarak adlandırılan yeni oluşan gezegen, muhtemelen Jüpiter’den yaklaşık dokuz kat daha büyük ve ev sahibi yıldızının yörüngesinde 8,6 milyar mil gibi büyük bir mesafede dönüyor – iki kat daha uzakta. Plüton Güneşimizden. Bu mesafede, çekirdek birikimiyle Jüpiter büyüklüğünde bir gezegenin oluşması çok uzun zaman alacaktı. Bu, araştırmacıları disk kararsızlığının bu gezegenin bu kadar büyük bir mesafede oluşmasını sağladığı sonucuna varmasına neden oluyor. Ve yaygın olarak kabul edilen çekirdek birikim modeli tarafından gezegen oluşumu beklentileriyle çarpıcı bir tezat oluşturuyor.
Yeni analiz, iki Hubble cihazından gelen verileri birleştiriyor: Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografı ve Yakın Kızılötesi Kamera ve Çok Nesneli Spektrograf. Bu veriler, Hawaii’deki Mauna Kea’nın zirvesinde bulunan Japonya’nın 8.2 metrelik Subaru Teleskobu’ndaki SCExAO adlı son teknoloji bir gezegen görüntüleme cihazından alınan verilerle karşılaştırıldı. Uzaydan ve yer tabanlı teleskoplardan elde edilen veri zenginliği kritik olduğunu kanıtladı, çünkü bebek gezegenleri ve gezegenlerle ilgisi olmayan karmaşık disk özelliklerini ayırt etmek çok zor.
Currie, “Bu sistemi yorumlamak son derece zor” dedi. “Bu proje için Hubble’a ihtiyaç duymamızın nedenlerinden biri de bu: ışığı diskten ve herhangi bir gezegenden daha iyi ayırmak için temiz bir görüntü.”
Doğanın kendisi de bir yardım eli sağladı: AB Aurigae yıldızının etrafında dönen geniş toz ve gaz diski, Dünya’dan görüşümüze neredeyse yüz üstü yatırıldı.
Currie, Hubble’ın uzun ömürlülüğünün, araştırmacıların protoplanet’in yörüngesini ölçmesine yardımcı olmada özel bir rol oynadığını vurguladı. Başlangıçta AB Aurigae b’nin bir gezegen olduğu konusunda çok şüpheciydi. Hubble’dan elde edilen arşiv verileri, Subaru’dan alınan görüntülerle birleştiğinde, fikrini değiştirmede bir dönüm noktası olduğu kanıtlandı.
Currie, “Bu hareketi bir veya iki yıl içinde tespit edemedik” dedi. “Hubble, Subaru verileriyle birlikte, yörünge hareketini tespit edebilmek için yeterli olan 13 yıllık bir zaman tabanı sağladı.”
Tucson Arizona Üniversitesi ve Subaru Telescope, Hawaii’den Olivier Guyon, “Bu sonuç, yer ve uzay gözlemlerinden yararlanıyor ve Hubble arşiv gözlemleriyle zamanda geriye gidiyoruz,” diye ekledi. “AB Aurigae b şimdi birden fazla dalga boyunda incelendi ve tutarlı bir resim ortaya çıktı – çok sağlam bir resim.”
Takımın sonuçları, 4 Nisan 2022 sayısında yayınlandı. Doğa Astronomi.
Washington DC’deki Carnegie Bilim Enstitüsü’nden Alan Boss, “Bu yeni keşif, bazı gaz devi gezegenlerin disk kararsızlık mekanizması tarafından oluşabileceğinin güçlü bir kanıtı” dedi. “Sonunda, yıldız oluşum sürecinin artıkları yerçekimi tarafından şu ya da bu şekilde gezegenler oluşturmak üzere bir araya getirileceğinden, tek önemli olan yerçekimidir.”
Jüpiter benzeri gezegenlerin oluşumunun ilk günlerini anlamak, gökbilimcilere kendi güneş sistemimizin tarihi hakkında daha fazla bağlam sağlar. Bu keşif, NASA’nın da dahil olduğu AB Aurigae gibi proto-gezegen disklerinin kimyasal yapısıyla ilgili gelecekteki çalışmaların önünü açıyor. James Webb Uzay Teleskobu.
Referans: Thayne Currie, Kellen Lawson, Glenn Schneider, Wladimir Lyra, John Wisniewski, Carol Grady, Olivier Guyon, Motohide Tamura, Takayuki Kotani, Hajime Kawahara, Timothy Brandt tarafından “AB Aurigae çevresinde geniş bir ayrımda gömülü Jovian gezegen oluşumunun görüntüleri” , Taichi Uyama, Takayuki Muto, Ruobing Dong, Tomoyuki Kudo, Jun Hashimoto, Misato Fukagawa, Kevin Wagner, Julien Lozi, Jeffrey Chilcote, Taylor Tobin, Tyler Groff, Kimberly Ward-Duong, William Januszewski, Barnaby Norris, Peter Tuthill, Nienke van der Marel, Michael Sitko, Vincent Deo, Sebastien Vievard, Nemanja Jovanovic, Frantz Martinache ve Nour Skaf, 4 Nisan 2022, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-022-01634-x
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütüyor. STScI, Washington DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA adına işletilmektedir.