Dünya gibi gezegenlerin nasıl oluştuğunun gizemini çözmek, yaşamın kökenini anlamak için önemli bir sorudur. Gezegenlerin, yıldızlararası toz ve gazın, bir protostarı çevreleyen proto-gezegensel diskte toplanmasıyla oluştuğu düşünülüyor. Ancak şu ana kadar gezegenin oluşumunun nerede, ne zaman ve nasıl başladığı belli değildi.
Ancak bir diskin içinde bir gezegen oluştuğunda, yerçekiminin diskte halka benzeri bir “gezegen deseni” oluşturduğu biliniyordu. ALMA ile yapılan gözlemler birçok protogezegen diskinde bu tür halka benzeri yapılar olduğunu gösterdi; bu da içlerinde gezegenlerin varlığına işaret ediyor.
Ancak gezegen oluşum sürecini incelemek için, gezegenlerin henüz var olmadığından emin olabileceğiniz diskleri dikkatlice incelemek gerekir. Gezegen belirtisi olmayan bu tür diskleri tespit etmenin ve bunları ayrıntılı olarak incelemenin zorluğu nedeniyle gökbilimciler, gezegen oluşumunun nasıl başladığına dair net bir resme sahip değiller.
Yeni çalışmada, uluslararası bir araştırma ekibi nispeten genç ön yıldız DG Taurus’a (DG Tau) odaklandı ve ön yıldızı çevreleyen diski ALMA kullanarak ayrıntılı olarak inceledi.
Gökbilimciler, diskteki tozun yaydığı 1,3 mm’lik radyo emisyonunun yoğunluk dağılımını 0,04 yay saniyesi gibi çok yüksek bir uzaysal çözünürlükle gözlemlediler ve diskin ayrıntılı yapısını “ortaya çıkardılar”. Sonuçlar, DG Taurus çevresindeki diskin pürüzsüz olduğunu ve daha eski önyıldızların etrafındaki disklerde görülen halka benzeri yapılardan yoksun olduğunu gösteriyor. Bu, Toros’un DG diskinde gezegen bulunmadığını gösterir ve ALMA, gezegen oluşumunun başlangıcını yakalamış olabilir.
Araştırmacılar ayrıca diski farklı dalga boylarında (0,87 mm, 1,3 mm ve 3,1 mm) gözlemlediler ve radyo dalgası yoğunluğunu ve polarizasyonunu incelediler. Parçacıkların büyüklüğüne ve tozun yoğunluğuna bağlı olarak, farklı dalga boylarındaki radyo dalgalarının yoğunluklarının oranı ve tozun saçtığı radyo dalgalarının polarizasyon şiddeti değişir. Bilim adamları, gözlemleri farklı toz boyutu ve yoğunluk dağılımı modellerinin simülasyonlarıyla karşılaştırarak boyut ve yoğunluk dağılımını tahmin edebildiler.
Böylece gökbilimciler, gezegenlerin oluştuğu yıldızlararası tozun nasıl değiştiğinin farkına varırlar. En iyi simülasyonların sonuçları, yaklaşık 40 astronomik birimden sonra diskin dış kısmındaki tozun (güneş sistemindeki Güneş ile Neptün arasındaki mesafeden biraz daha uzakta) iç kısımdan daha büyük olduğunu göstermektedir. Gezegen oluşumunun ileri süreci.
Gezegen oluşumu teorileri, gezegen oluşumunun diskin iç kısmında başladığını öne sürüyor ancak bu çalışmanın sonuçları bununla çelişiyor ve gezegen oluşumunun diskin dış kısmında başlayabileceğini gösteriyor. Öte yandan iç bölgedeki toz/gaz yoğunluk oranının, toz boyutu daha küçük olmasına rağmen normal yıldızlararası uzaya göre 10 kat daha yüksek olduğu belirlendi. Üstelik bu toz parçacıkları diskin orta düzlemine iyice yerleşiyor, bu da diskin bir gezegen oluşturmak için malzeme biriktirme sürecinde olduğunu gösteriyor. Gelecekte bu toz birikiminin gezegen oluşumunu tetiklemesi mümkün.