Ceres muhtemelen güneş sisteminde daha uzakta oluştu ve içeriye doğru göç etti.

Sicilyalı astronom Giuseppe Piazzi, 1801’de Ceres’i gördüğünde, onun bir gezegen olduğunu düşündü. Gökbilimciler o zamanlar asteroitler hakkında hiçbir şey bilmiyorlardı. Artık onlardan çok sayıda olduğunu biliyoruz, esas olarak Mars ve Jüpiter arasındaki ana asteroit kuşağında yaşıyorlar.

Ceres yaklaşık 1.000 km çapındadır ve ana asteroit kuşağındaki kütlenin üçte birini oluşturur. Kemerdeki diğer bedenlerin çoğunu cüceler. Komşularının çoğu asteroit olmasına rağmen, şimdi cüce de olsa bir gezegen olduğunu biliyoruz.

Ama bir cüce gezegenin asteroit kuşağında ne işi var?

Yeni bir araştırma makalesi cevabı veriyor: Ceres asteroit kuşağında oluşmadı. Güneş sisteminde daha ileride oluştu ve daha sonra mevcut konumuna göç etti. Bu, bu sonuca ulaşan ilk çalışma değil, ancak fikre ağırlık katıyor.

Makale “Cüce Gezegen Ceres’in Dinamik Kökeni”dir ve dergide yayınlanmıştır. İkarus. Baş yazar, Brezilya’daki Sao Paulo Eyalet Üniversitesi’nde fizik profesörü olan Rafael Ribeiro de Sousa’dır. Diğer ortak yazarlar aynı üniversiteden ve Fransa ve ABD’den geliyor

(Not: Ceres bir cüce gezegen, bir protoplanet ve bazen bir asteroit olarak adlandırılır. Ona takılmanın anlamı yok. 2006’da resmen bir cüce gezegen olarak sınıflandırıldı.)

Ceres, asteroit kuşağındaki üç cüce gezegen veya protoplanetten biridir. Diğer ikisi Vesta ve Pallas. Dördüncü büyük gövde Hygiea, 434 km çapındadır ve bir cüce gezegen de olabilir. Bu en büyük dört cisim, asteroit kuşağının kütlesinin yarısını oluşturur.

Ceres hakkında bildiklerimizin çoğu NASA’nın Şafak görevinden geliyor. Dawn, iki dünya dışı cismi ziyaret eden ve bir cüce gezegenin yörüngesinde dönen ilk uzay aracıydı. Dawn, Ekim 2018’de uzay aracının yakıtı bitmeden önce hem Vesta’yı hem de Ceres’i ziyaret etti. Şimdi, Ceres çevresinde sabit bir yörüngede terk edilmiş durumda.

Asteroit kuşağındaki en büyük nesnelerin terminolojisi ve açıklamaları kafa karıştırıcı olabilir, ancak Ceres diğer üçünden farklıdır. Ceres, kemerdeki küre şeklini koruyacak kadar büyük olan tek gövdedir. Ceres ayrıca ekzosfer adı verilen geçici bir atmosfere sahiptir. Güneş ışığı su buzu ve amonyak buzu buhara dönüştürür, ancak cüce gezegenin yerçekimi onu tutmak için çok zayıftır. Bu, Ceres’in kökenine dair önemli bir ipucu çünkü asteroitler tipik olarak buhar yaymazlar.

Amonyak varlığı da bir ipucudur.

Kuyruklu yıldızlar, güneş onları ısıttığında yükselen amonyak gibi uçucu buzlar içerir. Kuyruklu yıldızın kuyruğunu ve komasını yaratan şey budur. Ancak kuyruklu yıldızlar, uçucu buzları biriktirecekleri güneş sisteminin soğuk dış bölgelerinden gelirler. Ceres, bir kuyruklu yıldız gibi donmuş uçucu maddeler içerdiğinden, güneş sisteminin daha soğuk bölgelerinden de kaynaklandığını düşündürmektedir.

“Amonyak buzunun varlığı, Ceres’in güneş sisteminin en soğuk bölgesinde, Frost Line’ın ötesinde, suyun ve karbon monoksit gibi uçucu maddelerin yoğunlaşmasına ve füzyonuna neden olacak kadar düşük sıcaklıklarda oluşmuş olabileceğine dair güçlü gözlemsel kanıttır. [CO]karbon dioksit [CO₂] ve amonyak [NH3],” Ribeiro de Sousa bir basın açıklamasında söyledi.

Daha soğuk dış güneş sistemi ile daha sıcak iç güneş sistemi arasındaki sınıra Frost Line denir. Farklı sıcaklıklarda donan farklı uçucu maddeler için belirli don çizgileri vardır, ancak astrofizikçiler basitlik için tek bir don çizgisinden bahseder. Don çizgisi şimdi Jüpiter’in yörüngesine yakın, ancak her zaman orada olmadı. Güneş sistemi geliştikçe hareket etti. Güneş bulutsusu ilk günlerde opaktı ve güneşin sıcaklığı o kadar uzağa ulaşmadı. O zamanlar güneş de daha az enerjiliydi, bu nedenle don çizgisi güneşe daha yakındı.

Dev gezegenlerin büyümesi, don çizgisinin konumunu da etkiledi. “Bu gezegenlerin büyümesinin ürettiği yoğun yerçekimi bozukluğu, ön-gezegen diskinin yoğunluğunu, basıncını ve sıcaklığını değiştirmiş ve Buz Çizgisini değiştirmiş olabilir. Ön-gezegensel gaz diskindeki bu rahatsızlık, genişleyen gezegenlerin daha yakın yörüngelere göç etmesine neden olmuş olabilir. ortak yazar Ernesto Vieira Neto, “gaz ve katı maddeler elde ettikleri için güneş” dedi.

“Makalemizde Ceres’in komşu asteroitlerden neden bu kadar farklı olduğunu açıklamak için bir senaryo öneriyoruz. Bu senaryoda Ceres, amonyağın bol olduğu Satürn’ün çok ötesinde bir yörüngede oluşmaya başladı. Dev gezegen büyüme aşamasında, içine çekildi. asteroit kuşağı, dış güneş sisteminden bir göçmen olarak ve şimdiye kadar 4,5 milyar yıl hayatta kaldı,” dedi Ribeiro de Sousa.

Ekip, fikri test etmek için çok sayıda bilgisayar simülasyonu çalıştırdı. Jüpiter ve Satürn de dahil olmak üzere güneşin ön-gezegen diskinde dev gezegenlerin oluşumunu simüle ettiler. Ayrıca Uranüs ve Neptün’ün habercisi olarak hizmet edecek bazı embriyonik gezegenleri de içeriyorlardı. Ardından, Ceres’e benzer kompozisyonlara ve boyutlara sahip bir grup nesne eklediler. Onların dahil edilmesi, Ceres’in güneş sisteminin ilk gezegenimsimallerinden biri olduğu, tam teşekküllü gezegenler olma yolundaki nesneler olduğu varsayımına dayanmaktadır.

“Simülasyonlarımız, dev gezegen oluşum aşamasının, Uranüs ve Neptün’ün öncüleri arasındaki devasa çarpışmalar, gezegenlerin güneş sisteminden fırlatılması ve hatta iç bölgenin Dünya’nın üç katından daha büyük kütleli gezegenler tarafından işgal edilmesiyle oldukça çalkantılı olduğunu gösterdi. Ek olarak, güçlü yerçekimi bozukluğu Ceres’e benzer nesneleri her yere saçtı. Bazıları asteroit kuşağı bölgesine ulaşmış ve diğer olaylardan kurtulabilecek kararlı yörüngeler elde etmiş olabilir,” dedi Ribeiro de Sousa.

Araştırmacılar, Ceres benzeri bir nesnenin asteroit kuşağına implante edilmesinde dört adım olduğunu söylüyorlar. Birincisi, dış gezegenimsi diskteki gezegenimsilerin konumunda hızlı bir radyal karıştırma aşamasıdır. İkincisi, Ceres adayının dev gezegenlerle ortalama hareket rezonansında yakalanmasıdır. Üçüncü adım, Ceres benzeri nesnenin, eksantrikliğini artırabilen veya azaltabilen ve nesneyi iç asteroit kuşağında daha kararlı bölgelere dağıtabilen diğer “istilacılarla” karşılaşabileceği kaotik bir aşamadır. Kaotik faz ayrıca Ceres adayının eksantrikliğini ve eğimini değiştirebilen ve onu mevcut konumuna yerleştirebilen gaz sürtünmesi ve gaz halindeki dinamik sürtünmeyi de içerir. Dördüncü aşama, ön-gezegen diskinden gazın çıkarıldığı, istilacıların çıkarıldığı, Ceres’in ortalama hareket rezonansından çıkarıldığı ve implantasyonun kararlı hale geldiği yerdir.

Ekibin simülasyonları ayrıca Ceres’in güneş sisteminin ilk günlerinde var olan birçok nesneden sadece biri olduğunu gösterdi. “Temel bulgumuz, geçmişte, Satürn’ün yörüngesinin ötesinde en az 3.600 Ceres benzeri nesne olduğuydu. Bu sayıda nesneyle, modelimiz bunlardan birinin bir yörüngede asteroit kuşağında taşınıp yakalanabileceğini gösterdi. Ceres’in şu anki yörüngesine çok benziyor,” dedi Ribeiro de Sousa.

Bunlar, 3.600 Ceres benzeri nesne gibi bir sayı bulan ilk araştırmacılar değil. Diğerleri, sonuçlarını bulmak için Satürn’ün ötesinde ve Kuiper Kuşağı’ndaki kraterleri ve nesnelerin sayısını inceledi. Bu çalışma önceki sonuçları doğruluyor ve güneş sisteminin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamamızı destekliyor. “Senaryomuz Ceres’in sayısını doğrulamamızı ve Ceres’in yörüngesel ve kimyasal özelliklerini açıklamamızı sağladı. Çalışma, güneş sisteminin oluşumuna ilişkin en son modellerin doğruluğunu yeniden teyit ediyor” dedi.