21 Temmuz 2021’de alınan Jüpiter’in JunoCam görüntüsüne dayalı sanatçı izlenimi. Jüpiter’in özelliklerini, bulutlarını, renklerini ve güzelliğini vurgulamak için geliştirildi. Kredi: NASA/SwRI/MSSS/TanyaOleksuik © CC NC SA
Zürih Üniversitesi (UZH) ve Ulusal Araştırmada Yeterlilik Merkezi (NCCR) PlanetS araştırmacıları Jüpiter‘ oluşum tarihi çok detaylı. Elde ettikleri sonuçlar, dev gezegenin kökeninden çok uzağa göç ettiğini ve yolculuğunda büyük miktarda malzeme topladığını gösteriyor.
Gezegen oluşumu teorisindeki en önemli açık sorulardan biri Jüpiter’in kökeninin hikayesidir. Zürih Üniversitesi (UZH) ve Ulusal Araştırmada Yeterlilik Merkezi (NCCR) PlanetS araştırmacıları, sofistike bilgisayar modellemesini kullanarak şimdi Jüpiter’in oluşum tarihine yeni bir ışık tutuyor. Sonuçları dergide yayınlandı Astrofizik Dergi Mektupları.
Zürih Üniversitesi’nde Teorik Astrofizik Profesörü ve NCCR PlanetS üyesi Ravit Helled. Kredi bilgileri: Jos Schmid
Ağır elementlerin meraklı bir şekilde zenginleştirilmesi
Galileo uzay aracı 1995 yılında Jüpiter’in atmosferine paraşütle giren bir sondayı serbest bıraktığında, diğer şeylerin yanı sıra orada ağır elementlerin (helyumdan daha ağır elementler) zenginleştiğini gösterdi. Aynı zamanda, Jüpiter’in Juno uzay aracının yerçekimi alanı ölçümlerine dayanan son yapı modelleri, Jüpiter’in iç yapısının tek tip olmadığını, karmaşık bir yapıya sahip olduğunu öne sürüyor.
Artık Jüpiter’in içinin tamamen karışmadığını bildiğimize göre, ağır elementler çoğunlukla gezegen oluşumunun ilk aşamalarında biriktiğinden, dev bir gaz gezegeninin derin iç kısmında ağır elementlerin olmasını beklerdik.” Zürih Üniversitesi’nde çalışan ve NCCR PlanetS üyesi olan Ravit Helled açıklamaya başlıyor. “Yalnızca sonraki aşamalarda, büyüyen gezegen yeterince büyük olduğunda, hidrojen ve helyum gibi büyük miktarlarda hafif element gazlarını etkili bir şekilde çekebilir. Jüpiter’in tahmin edilen iç yapıyla ve ölçülen atmosferik zenginleşmeyle tutarlı bir oluşum senaryosu bulmak, bu nedenle, dev gezegenleri anlamamız için zorlu ancak kritik öneme sahip, ”diyor Helled. Şimdiye kadar öne sürülen birçok teoriden hiçbiri tatmin edici bir cevap sağlayamadı.
Sho Shibata, Zürih Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı ve NCCR PlanetS üyesidir. Kredi bilgileri: Nana Shibata
Uzun bir göç
“Bizim fikrimiz, Jüpiter’in bu ağır elementleri oluşumunun geç aşamalarında göç ederek toplamış olmasıydı. Bunu yaparken, ağır element malzemelerinden oluşan küçük gezegensel yapı taşları olan sözde gezegenlerle dolu bölgelerden geçer ve onları atmosferinde biriktirirdi. Zürih Üniversitesi ve NCCR PlanetS üyesi, açıklıyor.
Yine de, göç tek başına gerekli malzemeyi toplamanın garantisi değildir. “Karmaşık dinamik etkileşimler nedeniyle, göç eden gezegen, gezegenimsileri mutlaka yoluna sokmaz. Çoğu durumda, gezegen aslında onları dağıtır – koyunları saçan bir çoban köpeğinden farklı olarak, ”diye belirtiyor Shibata. Bu nedenle ekip, herhangi bir göç yolunun yeterli malzeme birikimi ile sonuçlanıp sonuçlanmadığını belirlemek için sayısız simülasyon yürütmek zorunda kaldı.
“Bulduğumuz şey, Jüpiter güneş sisteminin dış bölgelerinde – şu anda bulunduğu yerden Güneş’ten yaklaşık dört kat daha uzakta – oluşursa ve ardından şimdiki konumuna göç ederse yeterli sayıda gezegenimsi yakalanabileceğiydi. Bu senaryoda, koşulların maddi birikimi desteklediği bir bölgeden geçti – bizim dediğimiz gibi bir birikim tatlı noktası”, diyor Sho.
Gezegen biliminde yeni bir dönem
Galileo sondası ve Juno verilerinin getirdiği kısıtlamaları birleştiren araştırmacılar, sonunda tatmin edici bir açıklama buldular. Ravit Helled, “Bu, dev gaz gezegenlerinin ne kadar karmaşık olduğunu ve özelliklerini gerçekçi bir şekilde yeniden üretmenin ne kadar zor olduğunu gösteriyor” diyor.
“Gezegen biliminde, nihayet bu ayrıntıları güncellenmiş teorik modeller ve sayısal simülasyonlarla keşfedebileceğimiz bir aşamaya gelmemiz uzun zaman aldı. Bu, yalnızca Jüpiter’i ve güneş sistemimizi değil, aynı zamanda çok uzaklardaki yıldızların yörüngesinde dönen gözlemlenen birçok dev gezegeni de anlamamızdaki boşlukları kapatmamıza yardımcı oluyor,” diye bitiriyor Helled.
Referans: Sho Shibata ve Ravit Helled tarafından “Geç Gezegenimsi Bombardımanı ile Jüpiter’in Atmosferinin Zenginleştirilmesi”, 24 Şubat 2022, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac54b1