Teorik simülasyonlardan, bir protogezegen diskinde sarmal kolları hareket ettiren dev bir gezegenin görüntüsü. Katkıda bulunanlar: L. Krapp ve K. Kratter, Arizona Üniversitesi
Arizona Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu olguya ışık tutabilecek ve gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair bilgiler sunabilecek genç bir dış gezegen buldular.
illüstrasyonları Samanyolu merkezden yayılan yıldızlarla dolu sarmal bir “kol” tasarımı sergiliyor. Bazı genç yıldızların etrafında dönen gaz ve toz kütlelerinde de benzer oluşumlar görülüyor; gezegen sistemleri oluşum aşamasında.
Yeni doğmuş gezegenler için beşik görevi gören bu protogezegen diskleri, hem kendi güneş sistemimizin ilk aşamalarına hem de genel olarak gezegen oluşumuna bir pencere sağladığından araştırmacıların ilgisini çekiyor. Bilim insanları uzun süredir bu disklerdeki sarmal kolların yeni oluşan gezegenlerden kaynaklanabileceğini öne sürüyordu ancak şu ana kadar hiçbiri tespit edilememişti.
‘da yayınlanan bir makalede Doğa AstronomiArizona Üniversitesi araştırmacıları bir devin keşfini bildirdi dış gezegenMWC 758c olarak adlandırılan bu yıldız, henüz yeni doğmakta olan gezegen sisteminde sarmal kolları oluşturuyor olabilir. UArizona gökbilimcileri ayrıca bilim adamlarının geçmişte bu gezegeni bulmak için neden çaba harcadıkları ve yöntemlerinin benzer durumlarda diğer gizli gezegenleri tespit etmek için nasıl uygulanabileceğine dair olasılıklar da öneriyor.
Makalenin baş yazarı ve UArizona Steward Gözlemevi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Kevin Wagner, “Çalışmamız, bu sarmal kolların dev gezegenlerden kaynaklandığına dair sağlam bir kanıt ortaya koyuyor” dedi. “Ve yenisiyle James Webb Uzay TeleskobuMWC 758c gibi daha fazla gezegen arayarak bu fikri daha fazla test edebileceğiz ve destekleyebileceğiz.”
Büyük Binoküler Teleskop Girişimölçeri (LBTI) tarafından kızılötesi dalga boylarında gözlemlenen MWC 758 gezegen sistemi. Teorik simülasyonlar, yeni keşfedilen “c” gezegeninin, genç yıldızı çevreleyen gaz ve toz diskindeki sarmal deseni yönlendirmekten büyük olasılıkla sorumlu olduğunu öne sürüyor. Kredi: K. Wagner ve diğerleri.
Gezegenin yıldızı Dünya’dan yaklaşık 500 ışıkyılı uzaklıkta yer alıyor ve yalnızca birkaç milyon yaşında; 4,6 milyar yaşındaki güneşimizle karşılaştırıldığında bir embriyo. Bu nedenle, sistem hala bir proto-gezegen diskine sahiptir, çünkü dönen enkazın sistemden dışarı atılması, yıldız tarafından yutulması veya gezegenlere, aylara, asteroitlere ve kuyruklu yıldızlara dönüşmesi yaklaşık 10 milyon yıl sürer. Bu sistemin enkazındaki göze çarpan sarmal desen ilk keşfedilen 2013 yılında gökbilimciler bu bağlantıya hemen dikkat çektiler. teorik simülasyonlar dev gezegenlerin oluşumu.
Wagner, “Bu sistemi, kendi güneş sistemimizin kullanım ömrü boyunca %1’den daha az göründüğüne dair bir benzetme olarak düşünüyorum” dedi. “JüpiterDevasa bir gezegen olarak, muhtemelen milyarlarca yıl önce kendi diskimizle etkileşime girmiş ve yerçekimsel olarak şekillendirilmiş, bu da sonunda Dünya’nın oluşumuna yol açmıştır.
Gökbilimciler, mevcut teleskoplar kullanılarak görülebilen yıldız sistemlerindeki proto-gezegen disklerinin çoğunu görüntülediler. Tanımlanan yaklaşık 30 diskten yaklaşık üçte biri diskin gaz ve toz parçacıkları içinde belirgin girdaplar oluşturan spiral kollara sahiptir.
Wagner, “Sarmal kollar gezegen oluşum sürecinin kendisi hakkında geri bildirim sağlayabilir” dedi. “Bu yeni gezegene ilişkin gözlemimiz, dev gezegenlerin erkenden oluştuğu, doğdukları ortamdan kütle biriktirdikleri ve daha sonra diğer daha küçük gezegenlerin oluşması için sonraki ortamı yerçekimsel olarak değiştirdiği fikrini destekliyor.”
Sarmal kollar, yörüngedeki yoldaşın yıldızın etrafında dönen malzeme üzerindeki çekimsel etkisinden dolayı oluşur. Başka bir deyişle dev bir gezegen gibi büyük bir yoldaşın varlığının diskteki sarmal deseni tetiklemesi bekleniyordu. Fakat, önceki denemeler Sorumlu gezegeni tespit etmek için boş çıktı – şimdiye kadar.
Arizona’daki Büyük Binoküler Teleskop. LBTI cihazı, hem 8,4 metrelik aynalardan gelen kızılötesi ışığı birleştirerek genç ve yakın yıldızların etrafındaki gezegenleri ve diskleri görüntülüyor. Katkıda bulunanlar: D. Steele, Büyük Binoküler Teleskop Gözlemevi
Wagner, “Bu gezegenlerden hiçbirini neden henüz görmediğimize dair açık bir soruydu” dedi. “Gezegen oluşumuna ilişkin çoğu model, dev gezegenlerin oluşumlarından kısa bir süre sonra çok parlak olması gerektiğini ve bu tür gezegenlerin zaten tespit edilmiş olması gerektiğini öne sürüyor.”
UArizona araştırmacıları nihayet MWC 758c’yi, çoğundan farklı olarak, orta-kızılötesi aralıkta daha uzun dalga boylarında gözlem yapabilen, teleskopun 8,4 metrelik iki ana aynasını birbirine bağlayan UArizona yapımı bir alet olan Büyük Binoküler Teleskop Girişimölçerini veya LBTI’yi kullanarak tespit edebildiler. dış gezegenleri daha kısa veya daha mavi dalga boylarında gözlemlemek için kullanılan diğer araçlar. Makalenin ortak yazarlarından ve LBTI’nin baş enstrüman bilimcisi Steve Ertel’e göre cihaz, kızılötesi ışığı benzer şekilde algılayabilen bir kameraya sahip. NASAJames Webb Uzay Teleskobu veya JWST.
Ertel, ötegezegenin Jüpiter’in en az iki katı kütleye sahip olduğu tahmin edilmesine rağmen, beklenmedik kırmızı rengi nedeniyle diğer teleskoplar tarafından görülemediğini, şimdiye kadar keşfedilen “en kırmızı” gezegen olduğunu söyledi. Daha uzun, daha kırmızı dalga boylarının tespit edilmesi, Dünya atmosferinin ve teleskopun kendisinin termal parıltısı nedeniyle, daha kısa dalga boylarına göre daha zordur. LBTI, şimdiye kadar yapılmış en hassas kızılötesi teleskoplar arasındadır ve daha büyük boyutu nedeniyle, MWC 758c gibi yıldızlarına çok yakın gezegenleri tespit etmede JWST’den bile daha iyi performans gösterebilir.
Ertel, “Bu gezegenin neden daha uzun dalga boylarında daha parlak olduğuna dair iki farklı model öneriyoruz” dedi. “Bu ya sıcaklığı beklenenden daha soğuk olan bir gezegen, ya da oluşumundan bu yana hala sıcak olan ve tozla örtülü bir gezegen.”
UArizona teorik astrofizikçisi ortak yazar Kaitlin Kratter, “Bu gezegeni çevreleyen çok fazla toz varsa, toz daha kısa dalga boylarını veya daha mavi ışığı emecek ve gezegenin yalnızca daha uzun, daha kırmızı dalga boylarında parlak görünmesine neden olacak” dedi. “Daha az tozla çevrelenen daha soğuk bir gezegenin diğer senaryosunda, gezegen daha sönüktür ve ışığının daha fazlasını daha uzun dalga boylarında yayar.”
Wagner, gezegenin çevresinde bulunan büyük miktardaki tozun, gezegenin hâlâ oluştuğunu ve Jüpiter’in etrafındaki Jüpiter uyduları gibi bir uydu sistemi oluşturma sürecinde olabileceğini işaret edebileceğini söyledi. Diğer taraftan, eğer gezegen daha soğuk modeli izliyorsa, bu erken yıldız sistemlerinde gezegenlerin beklenenden daha soğuk oluşmasına neden olan ve gezegen bilimcilerini gezegen oluşum modellerini ve ötegezegen tespit stratejilerini gözden geçirmeye sevk eden bir şeyler oluyor olabilir.
Wagner, “Her iki durumda da, sarmal kolları olan bu sistemlerde daha kırmızı protogezegenleri aramaya başlamamız gerektiğini artık biliyoruz” dedi.
UArizona gökbilimcileri, dev ötegezegeni James Webb Uzay Teleskobu ile gözlemledikten sonra, bebek sistemde iki senaryodan hangisinin gerçekleştiğine dair bir karara varabileceklerini öngörüyorlar. Ekibe, bu gözlemleri tamamlamak için 2024’ün başlarında JWST’yi kullanma zamanı verildi.
Wagner, “JWST gözlemlerinden elde edilen sonuçlara bağlı olarak, bu yeni keşfedilen bilgiyi diğer yıldız sistemlerine uygulamaya başlayabiliriz” dedi ve “bu, diğer gizli gezegenlerin nerede gizlenebileceğine dair tahminler yapmamıza olanak sağlayacak ve bize bilgi verecek” dedi. Bunları tespit etmek için hangi özellikleri aramamız gerektiğine dair bir fikir.”
Referans: Kevin Wagner, Jordan Stone, Andrew Skemer, Steve Ertel, Ruobing Dong, Dániel Apai, Eckhart Spalding, Jarron Leisenring, Michael Sitko, Kaitlin Kratter, Travis tarafından “MWC 758’de sarmal kolları hareket ettiren dev bir protogezegenin doğrudan görüntüleri ve spektroskopisi” Barman, Mark Marley, Brittany Miles, Anthony Boccaletti, Korash Assani, Ammar Bayyari, Taichi Uyama, Charles E. Woodward, Phil Hinz, Zackery Briesemeister, Kellen Lawson, François Ménard, Eric Pantin, Ray W. Russell, Michael Skrutskie ve John Wisniewski 6 Temmuz 2023, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-023-02028-3
Çalışma, Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, NASA Genel Merkezi, Ulusal Bilim Vakfı ve Avrupa Birliği Horizon 2020 Programı tarafından finanse edildi.