Gökbilimciler Dört Gezegen Sistemi Sınıfı Olduğunu Gösteriyor

Gökbilimciler uzun zamandır gezegen sistemlerinin güneş sistemimiz gibi yapılandırılmadığının farkındalar. Bern ve Cenevre Üniversitelerinden ve Ulusal Gezegen Araştırma Yetkinlik Merkezinden araştırmacılar, şimdi ilk kez aslında dört tür gezegen sistemi olduğunu gösterdiler.

Güneş sistemimizde her şey yolunda görünüyor: Daha küçük kayalık gezegenler, örneğin VenüsDünya veya Mars, yıldızımıza nispeten yakın yörüngede. Büyük gaz ve buz devleri, örneğin Jüpiter, Satürn veya Neptün, diğer yandan, güneş etrafında geniş yörüngelerde hareket eder. Bilimsel dergide yayınlanan iki çalışmada Astronomi ve AstrofizikBern ve Cenevre Üniversitelerinden araştırmacılar ve Ulusal Araştırma Yeterlilik Merkezi (NCCR) PlanetS, gezegen sistemimizin bu açıdan oldukça benzersiz olduğunu gösteriyor.

Bir bakladaki bezelye gibi

Araştırmanın baş yazarı Lokesh Mishra, “On yıldan daha uzun bir süre önce, gökbilimciler, o zamanlar çığır açan Kepler teleskopuyla yapılan gözlemlere dayanarak, diğer sistemlerdeki gezegenlerin genellikle büyüklük ve kütle bakımından ilgili komşularına benzediğini fark ettiler – bir kabuktaki bezelye gibi” diyor çalışmanın baş yazarı Lokesh Mishra, şirketinde araştırmacı Bern Üniversitesi ve Cenevre’nin yanı sıra NCCR Gezegenleri. Ancak uzun bir süre bu bulgunun gözlemsel yöntemlerin sınırlamalarından kaynaklanıp kaynaklanmadığı belirsizdi. Mishra, “Herhangi bir sistemdeki gezegenlerin ‘bakladaki bezelye’ sistemleri sınıfına girecek kadar benzer olup olmadıklarını veya güneş sistemimizde olduğu gibi oldukça farklı olup olmadıklarını belirlemek mümkün değildi” diyor.

Bu nedenle araştırmacı, aynı sistemlerin gezegenleri arasındaki farklılıkları ve benzerlikleri belirlemek için bir çerçeve geliştirmiştir. Ve bunu yaparken, böyle iki değil dört sistem mimarisi olduğunu keşfetti.

Gezegen sistemi mimarisinin dört sınıfının sanatçı izlenimi. Yeni bir mimari çerçeve, araştırmacıların tüm bir gezegen sistemini sistem düzeyinde incelemesine olanak tanır. Bir sistemdeki küçük gezegenler yıldıza yakınsa ve büyük gezegenler daha uzaktaysa, bu tür sistemler ‘Düzenli’ mimariye sahiptir. Tersine, bir sistemdeki gezegenlerin kütlesi yıldıza olan mesafeyle azalma eğilimindeyse, bu sistemler ‘Anti-Sıralıdır’. Bir sistemdeki tüm gezegenler benzer kütlelere sahipse, bu sistemin mimarisi ‘Benzer’dir. “Karma” gezegen sistemleri, gezegen kütlelerinin büyük farklılıklar gösterdiği sistemlerdir. Araştırmalar, aynı mimari sınıfına sahip gezegen sistemlerinin ortak oluşum yollarına sahip olduğunu göstermektedir. Kredi: © NCCR PlanetS, İllüstrasyon: Tobias Stierli

Dört gezegen sistemi sınıfı

Mishra, “Biz bu dört sınıfı ‘benzer’, ‘düzenli’, ‘düzensiz’ ve ‘karma’ olarak adlandırıyoruz. Komşu gezegenlerin kütlelerinin birbirine benzer olduğu gezegen sistemleri, benzer mimariye sahiptir. Sıralı gezegen sistemleri, tıpkı güneş sistemimizde olduğu gibi, gezegenlerin kütlesinin yıldızdan uzaklaştıkça artma eğiliminde olduğu sistemlerdir. Öte yandan, gezegenlerin kütlesi yıldızdan uzaklaştıkça kabaca azalırsa, araştırmacılar sistemin düzensiz bir mimarisinden bahseder. Ve karma mimariler, bir sistemdeki gezegen kütleleri gezegenden gezegene büyük farklılıklar gösterdiğinde ortaya çıkar.

Dr. Lokesh Mishra Fizik Enstitüsü, Uzay Araştırmaları ve Gezegen Bilimleri (WP), Bern Üniversitesi / Astronomi Bölümü, Fen Fakültesi, Cenevre Üniversitesi / NCCR Gezegenler. Kredi bilgileri: L. Mishra’nın izniyle

Bern Üniversitesi ve NCCR PlanetS’de Gezegen Bilimi Profesörü olan çalışmanın ortak yazarı Yann Alibert, “Bu çerçeve yarıçap, yoğunluk veya su fraksiyonları gibi diğer ölçümlere de uygulanabilir” diyor. “Şimdi, ilk kez, gezegen sistemlerini bir bütün olarak incelemek ve diğer sistemlerle karşılaştırmak için bir aracımız var.”

Bulgular aynı zamanda şu soruları da gündeme getiriyor: Hangi mimari en yaygın olanıdır? Bir mimari tipin ortaya çıkışını hangi faktörler kontrol eder? Hangi faktörler rol oynamaz? Bunlardan bazıları, araştırmacılar cevaplayabilir.

Milyarlarca yıllık bir köprü

“Sonuçlarımız, ‘benzer’ gezegen sistemlerinin en yaygın mimari türü olduğunu gösteriyor. Mishra, gece gökyüzünde görülebilen yıldızların etrafındaki on gezegen sisteminden yaklaşık sekizinin ‘benzer’ bir mimariye sahip olduğunu söylüyor. “Bu aynı zamanda Kepler görevinin ilk birkaç ayında neden bu mimariye ait kanıtların bulunduğunu da açıklıyor.” Ekibi şaşırtan şey, güneş sistemini de içeren “düzenli” mimarinin en nadir sınıf gibi görünmesiydi.

Prof. Yann Alibert Fizik Enstitüsü, Uzay Araştırmaları ve Gezegen Bilimleri (WP) ve NCCR PlanetS, Bern Üniversitesi. Kredi bilgileri: Anne Wurthlin

Mishra’ya göre, hem gezegenlerin ortaya çıktığı gaz ve toz diskinin kütlesinin hem de ilgili yıldızdaki ağır elementlerin bolluğunun rol oynadığına dair göstergeler var. “Oldukça küçük, düşük kütleli disklerden ve birkaç ağır element içeren yıldızlardan, ‘benzer’ gezegen sistemleri ortaya çıkıyor. Yıldızda çok sayıda ağır element bulunan büyük, masif diskler, daha düzenli ve düzensiz sistemlere yol açar. Karma sistemler orta büyüklükteki disklerden çıkar. Gezegenler arasındaki çarpışmalar veya fırlatmalar gibi dinamik etkileşimler nihai mimariyi etkiler,” diye açıklıyor Mishra.

“Bu sonuçların dikkate değer bir yönü, gezegen ve yıldız oluşumunun başlangıç ​​koşullarını ölçülebilir bir özellikle, sistem mimarisiyle ilişkilendirmesidir. Milyarlarca yıllık evrim bunların arasında yer alır. İlk kez, bu büyük zamansal boşluğu kapatmayı ve test edilebilir tahminler yapmayı başardık. Dayanıp dayanamayacaklarını görmek heyecan verici olacak,” diye sözlerini tamamlıyor Alibert.

Referanslar:

“Dış gezegen sistemlerinin mimarisi için çerçeve – I. Dört sınıf gezegen sistemi mimarisi”, yazan Lokesh Mishra, Yann Alibert, Stéphane Udry ve Christoph Mordasini, 14 Şubat 2023, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202243751

“Gezegen dışı sistemlerin mimarisi için çerçeve – II. Doğaya karşı beslenme: Mimarlık derslerinin acil oluşum yolları”, yazan Lokesh Mishra, Yann Alibert, Stéphane Udry ve Christoph Mordasini, 14 Şubat 2023, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202244705

Luca Maltagliati, 18 Ocak 2023, “Gezegen mimarilerinde düzen bulmak”, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-023-01895-0