Bu sanatçının konsepti, genç yıldız TW Hydrae’nin etrafındaki gaz ve toz disklerinin Hubble Uzay Teleskobu görüntülerine dayanmaktadır. Hubble Uzay Teleskobu fotoğrafları, sistemi çevreleyen diskler boyunca yayılan gölgeleri gösterir. Yorum, bu gölgelerin, yıldız ışığının dış diske ulaşmasını engelleyen ve bu nedenle bir gölge oluşturan hafif eğimli iç disklerden geldiği şeklindedir. Diskler, görünmeyen gezegenlerin kütleçekiminin disk yapısını bükmesi nedeniyle birbirlerine hafifçe eğimlidir. Kredi: NASA, ESA için AURA/STScI, Leah Hustak (STScI)
Görünmeyen Yeni Doğmuş Gezegenler, Genç Bir Yıldızın Etrafındaki Tozları Karıştırıyor
Evrenimiz o kadar kaprislidir ki bazen saklambaç oynamayı sever. 2017’de gökbilimciler, yakındaki genç yıldız TW Hydrae’yi çevreleyen bir toz ve gaz diski boyunca uzanan devasa bir gölge gördüklerinde şaşırdılar. Gölge, dış diskin düzlemine hafifçe eğimli bir iç toz ve gaz diski tarafından oluşturulur. Gölge, yalnızca sistem Dünya’ya yüzüstü yatırıldığı için net bir şekilde görülebiliyor ve gölge diskin etrafında bir saatin etrafında hareket eden bir el gibi gezinirken astronomlara diskin kuş bakışı görüntüsünü veriyor.
Ancak bir saatin farklı hızlarda dönen iki ibresi (saat ve dakika) vardır. Ve TW Hydrae’nin de öyle olduğu ortaya çıktı. Gökbilimciler, iki dış diske eğimli olan başka bir iç diskten çıkan ikinci bir gölgeyi bulmak için Hubble’ı kullandılar. Bu nedenle, birbirine göre hafifçe eğimli en az üç iç içe disk ile sistem giderek daha karmaşık görünüyor. Diskler, yıldızın etrafındaki görünmeyen gezegenlerin vekilleridir. Her gezegen kütleçekimsel olarak yıldızın yakınındaki malzemeleri çekiyor ve hiç gezegen olmasaydı tamamen düz, yassı şekilli bir disk olacak olan şeyi büküyor. Bu şaşırtıcı değil çünkü güneş sistemimizdeki gezegenlerin birbirinden birkaç derece farklı eğimleri olan yörünge düzlemleri var. TW Hydrae, astronomlara güneş sistemimizin oluşum yıllarında nasıl görünmüş olabileceğine dair bir halka kenarı koltuk veriyor.
Hubble Uzay Teleskobu’ndan birkaç yıl arayla alınan karşılaştırma görüntüleri, genç yıldız TW Hydrae’yi çevreleyen bir gaz ve toz diski boyunca saat yönünün tersine hareket eden iki ürkütücü gölgeyi ortaya çıkardı. Diskler yüzleri Dünya’ya dönüktür ve bu nedenle astronomlara yıldızın etrafında neler olup bittiğine dair kuşbakışı bir görünüm verir. 2016’da çekilen soldaki resimde yalnızca bir gölge görülüyor [A] saat 11:00 konumunda. Bu gölge, dış diske hafifçe eğimli olan ve böylece yıldız ışığını engelleyen bir iç disk tarafından oluşturulur. Soldaki resim, iç içe geçmiş başka bir diskten çıkan ikinci bir gölgeyi gösteriyor. [C] 2021’de fotoğraflandığı gibi saat 7:00 konumunda. Orijinal iç disk işaretlenmiştir [B] bu daha sonraki görünümde. Gölgeler, bir saatin kolları gibi yıldızın etrafında farklı hızlarda döner. Bunlar, yörüngelerine toz çeken iki görünmeyen gezegenin kanıtıdır. Bu onları birbirlerine biraz eğimli yapar. Bu, Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografı ile çekilmiş bir görünür ışık fotoğrafıdır. Ayrıntıları geliştirmek için yapay renk eklendi. Kredi: NASA, ESA, STScI, John Debes (ESA için AURA/STScI), Joseph DePasquale (STScI)
Hubble Uzay Teleskobu, Gezegen Oluşturan Disk Etrafındaki Gölge Oyununu İzliyor
Genç yıldız TW Hydrae, bilim adamlarıyla birlikte “gölge kuklaları” oynuyor. NASA‘S Hubble uzay teleskobu.
2017’de gökbilimciler, kırmızı cüce yıldızı çevreleyen yassı şekilli geniş bir gaz ve toz diskinin ön yüzünü süpüren bir gölge keşfettiklerini bildirdiler. Gölge bir gezegenden değil, çok daha büyük olan dış diske göre hafifçe eğimli bir iç diskten geliyor – gölge yapmasına neden oluyor. Bir açıklama, görünmeyen bir gezegenin yerçekiminin gezegenin eğimli yörüngesine toz ve gaz çekmesidir.
Şimdi, sadece birkaç yıl içinde Hubble’s’ta depolanan gözlemler arasında ikinci bir gölge – ce-e-boo oyunu oynayan – ortaya çıktı. MAST arşivi. Bu, sistemin içine yerleştirilmiş başka bir diskten olabilir. İki disk muhtemelen yapım aşamasında olan bir çift gezegenin kanıtıdır.
TW Hydrae, 10 milyon yıldan daha eski ve yaklaşık 200 ışıkyılı uzaklıkta yaşıyor. Başlangıç aşamasında, güneş sistemimiz yaklaşık 4,6 milyar yıl önceki TW Hydrae sistemine benziyor olabilir. TW Hydrae sistemi, Dünya’dan görüşümüze neredeyse yüz üstü eğik olduğundan, bir gezegen inşaat sahasının tam hedefini yakalamak için optimum bir hedeftir.
İkinci gölge, yıldız çevreleyen disklerdeki gölgeleri izlemek için tasarlanmış çok yıllı bir programın parçası olarak 6 Haziran 2021’de elde edilen gözlemlerde keşfedildi. AURA/STScI’den John Debes Avrupa Uzay Ajansı Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, TW Hydrae diskini birkaç yıl önce yapılan Hubble gözlemleriyle karşılaştırdı.
Araştırmanın baş yazarı ve baş araştırmacı Debes, “Gölgenin tamamen farklı bir şey yaptığını öğrendik” dedi. bu Astrofizik Dergisi. “Verilere ilk baktığımda gözlemde bir terslik olduğunu düşündüm çünkü beklediğim gibi değildi. İlk başta şaşkına dönmüştüm ve tüm ortak çalışanlarım şöyleydi: ne oluyor? Gerçekten kafamızı kaşımak zorunda kaldık ve gerçekten bir açıklama bulmamız biraz zaman aldı.
Ekibin bulduğu en iyi çözüm, gölge oluşturan iki yanlış hizalanmış disk olmasıdır. Daha önceki gözlemde birbirlerine o kadar yakındılar ki gözden kaçırdılar. Zamanla artık ayrıldılar ve iki gölgeye ayrıldılar. “Bunu daha önce bir protogezegen diskinde gerçekten hiç görmemiştik. Sistemi başlangıçta düşündüğümüzden çok daha karmaşık hale getiriyor” dedi.
En basit açıklama, yanlış hizalanmış disklerin muhtemelen iki gezegenin biraz farklı yörünge düzlemlerindeki yerçekimi çekmesinden kaynaklandığıdır. Hubble, sistem mimarisinin bütünsel bir görünümünü bir araya getiriyor.
Diskler, yıldızın etrafında dönerken birbirine binen gezegenler için temsili olabilir. Bu, iki vinil fonograf plağını biraz farklı hızlarda döndürmek gibi bir şey. Bazen etiketler eşleşir ama sonra biri diğerinin önüne geçer.
“Bu, iki gezegenin birbirine oldukça yakın olması gerektiğini gösteriyor. Biri diğerinden çok daha hızlı hareket ediyor olsaydı, bu daha önceki gözlemlerde fark edilirdi. Bu, birbirine yakın olan ancak biri diğerini yavaş yavaş sollayan ve tur atan iki yarış arabası gibi” dedi Debes.
Şüpheli gezegenler yaklaşık olarak Jüpiter Güneşimizden. Ve gölgeler, yıldızın etrafında yaklaşık her 15 yılda bir, yani yıldızdan bu uzaklıkta olması beklenen yörünge periyodunda bir dönüşünü tamamlar.
Ayrıca, bu iki iç disk, dış diskin düzlemine göre yaklaşık beş ila yedi derece eğimlidir. Bu, güneş sistemimizin içindeki yörünge eğimlerinin aralığı ile karşılaştırılabilir. Debes, “Bu, tipik güneş sistemi tarzı mimarisiyle tam olarak uyumlu” dedi.
Gölgelerin üzerine düştüğü dış disk, güneş sistemimizin Kuiper kuşağının yarıçapının birkaç katına kadar uzanabilir. Bu daha büyük diskin iki katında ilginç bir boşluk var PlütonGüneş’ten ortalama uzaklığı. Bu, sistemdeki üçüncü bir gezegenin kanıtı olabilir.
Herhangi bir iç gezegeni tespit etmek zor olacaktır çünkü onların ışığı yıldızın parıltısında kaybolacaktır. Ayrıca, sistemdeki toz yansıyan ışığı azaltacaktır. ESA’nın Gaia uzay gözlemevi, eğer Jüpiter kütleli gezegenler onu çekiyorsa, yıldızdaki bir yalpalamayı ölçebilir, ancak uzun yörünge dönemleri göz önüne alındığında bu yıllar alacaktır.
TW Hydrae verileri, Hubble’ın Uzay Teleskobu Görüntüleme Spektrografından alınmıştır. bu James Webb Uzay Teleskobu‘in kızılötesi görüşü ayrıca gölgeleri daha ayrıntılı olarak gösterebilir.
Referans: John Debes, Rebecca Nealon, Richard Alexander, Alycia J. Weinberger, Schuyler Grace Wolff, Dean Hines, Joel Kastner, Hannah Jang-Condell, Christophe Pinte, Peter Plavchan tarafından yazılan “TW Hya Diskteki Gölgenin Şaşırtıcı Evrimi” ve Laurent Pueyo, 4 Mayıs 2023, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/acbdf1
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütür. STScI, Washington, DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA için işletilmektedir.