Gökbilimciler, Güneş Sistemimizin ilk aşamalarında gezegen oluşumunun önceden inanılandan daha erken başladığına dair çığır açan bir keşifte bulundular. Ekip, gezegenlerin yapı taşlarının ana yıldızlarının yanında oluştuğunu keşfetti. Kredi bilgileri: Amanda Smith
Gökbilimciler, genç Güneş Sistemimizdeki gezegen oluşumunun daha önce düşünülenden çok daha erken başladığını, gezegen yapı taşlarının ana yıldızlarıyla aynı zamanda büyüdüğünü keşfettiler.
Evrendeki en eski yıldızlardan bazıları üzerinde yapılan bir araştırmaya göre, gezegenlerin yapı taşları Jüpiter ve Satürn muhtemelen genç bir yıldız büyürken oluşmaya başlar. Gezegenlerin ancak bir yıldız son boyutuna ulaştıktan sonra oluştuğu düşünülüyordu, ancak yeni sonuçlar dergide yayınlandı. Doğa Astronomisiyıldızların ve gezegenlerin birlikte ‘büyüdüğünü’ öne sürüyor.
“Bazı beyaz cüceler harika laboratuvarlardır, çünkü ince atmosferleri neredeyse göksel mezarlıklar gibidir.” — Amy Bonsor
Cambridge Üniversitesi liderliğindeki araştırma, kendi Güneş Sistemimiz de dahil olmak üzere gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı değiştiriyor ve potansiyel olarak astronomide büyük bir bilmeceyi çözüyor.
“Gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair oldukça iyi bir fikrimiz var, ancak ne zaman oluştuklarına dair öne çıkan bir sorumuz var: gezegen oluşumu ana yıldız hala büyürken mi yoksa milyonlarca yıl sonra mı başlıyor?” dedi çalışmanın ilk yazarı Cambridge Astronomi Enstitüsü’nden Dr. Amy Bonsor.
Bu soruyu cevaplamaya çalışmak için Bonsor ve meslektaşları, atmosferleri incelediler. Beyaz cüce gezegen oluşumunun yapı taşlarını araştırmak için yıldızlar – Güneşimiz gibi yıldızların eski, soluk kalıntıları -. Çalışma ayrıca Oxford Üniversitesi, Münih’teki Ludwig-Maximilians-Universität, Groningen Üniversitesi ve Gottingen’deki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nden araştırmacıları da içeriyordu.
Bonsor, “Bazı beyaz cüceler harika laboratuvarlardır, çünkü ince atmosferleri neredeyse göksel mezarlıklar gibidir,” dedi.
Normalde, gezegenlerin iç kısımları teleskopların ulaşamayacağı bir yerdedir. Ancak ‘kirli’ sistemler olarak bilinen özel bir beyaz cüce sınıfı, normalde temiz olan atmosferlerinde magnezyum, demir ve kalsiyum gibi ağır elementlere sahiptir.
Bu elementler, beyaz cücelere çarpan ve atmosferlerinde yanan gezegen oluşumundan arta kalan asteroitler gibi küçük cisimlerden gelmiş olmalı. Sonuç olarak, kirli beyaz cücelerin spektroskopik gözlemleri, bu parçalanmış asteroitlerin içini inceleyebilir ve gökbilimcilere, oluştukları koşullar hakkında doğrudan fikir verebilir.
Gezegen oluşumunun, genç bir yıldızın yörüngesinde dönen (esas olarak hidrojen, helyum ve küçük buz ve toz parçacıklarından oluşan) bir protogezegen diskinde başladığına inanılıyor. Gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair mevcut önde gelen teoriye göre, toz parçacıkları birbirine yapışarak sonunda daha büyük ve daha büyük katı cisimler oluşturur. Bu daha büyük cisimlerin bazıları, gezegenler haline gelerek toplanmaya devam edecek ve bazıları, mevcut çalışmada beyaz cücelere çarpanlar gibi asteroitler olarak kalacak.
Araştırmacılar, yakın galaksilerden 200 kirli beyaz cücenin atmosferinden spektroskopik gözlemleri analiz ettiler. Analizlerine göre, bu beyaz cücelerin atmosferlerinde görülen elementlerin karışımı, ancak orijinal asteroitlerin çoğu bir zamanlar erimişse açıklanabilir, bu da ağır demirin çekirdeğe batmasına neden olurken daha hafif elementler yüzeyde yüzer. Farklılaşma olarak bilinen bu süreç, Dünya’nın demir açısından zengin bir çekirdeğe sahip olmasına neden oldu.
Bonsor, “Erimenin nedeni, gezegen sisteminin ilk aşamalarında var olan ancak yalnızca bir milyon yılda yok olan çok kısa ömürlü radyoaktif elementlere atfedilebilir” dedi. “Başka bir deyişle, eğer bu asteroitler, gezegen sisteminin şafağında çok kısa bir süre için var olan bir şey tarafından eritildiyse, o zaman gezegen oluşum süreci çok hızlı başlamalıdır.”
Çalışma, erken oluşum resminin muhtemelen doğru olduğunu, yani Jüpiter ve Satürn’ün mevcut boyutlarına büyümek için bolca zamanları olduğunu gösteriyor.
Bonsor, “Çalışmamız, gezegen oluşumunun erken başladığı ve ilk cisimlerin yıldızla eşzamanlı olarak oluştuğu konusunda artan bir fikir birliğini tamamlıyor” dedi. “Kirli beyaz cücelerin analizleri bize, bu radyoaktif erime sürecinin, tüm güneş dışı gezegenlerin oluşumunu etkileyen potansiyel olarak her yerde bulunan bir mekanizma olduğunu söylüyor.
“Bu sadece başlangıç - her yeni beyaz cüce bulduğumuzda, daha fazla kanıt toplayabilir ve gezegenlerin nasıl oluştuğu hakkında daha fazla şey öğrenebiliriz. Nikel ve krom gibi elementlerin izini sürebilir ve bir asteroitin demir çekirdeğini oluşturduğunda ne kadar büyük olması gerektiğini söyleyebiliriz. Ötegezegen sistemlerinde bunun gibi süreçleri inceleyebilmemiz inanılmaz.”
Referans: Amy Bonsor, Tim Lichtenberg, Joanna Dra̧żkowska ve Andrew M. Buchan, 14 Kasım 2022, “Beyaz cüceler tarafından ortaya çıkarılan ötegezegenlerin hızlı oluşumu”, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-022-01815-8
Amy Bonsor, Cambridge Üniversitesi’nde Royal Society Üniversitesi Araştırma Görevlisidir. Araştırma kısmen Royal Society, Simons Vakfı ve Avrupa Araştırma Konseyi tarafından desteklenmiştir.