Resimde, bir gezegen çarpışması sonucu oluşan devasa, parlak gezegen gövdesinin görselleştirilmiş hali gösterilmektedir. Ön planda, buz ve kaya parçaları çarpışmadan uzaklaşıyor ve daha sonra Dünya ile görüntünün arka planında görülen ev sahibi yıldızın arasına girecek. Kredi bilgileri: Mark Garlick
Dev gezegenler arasındaki patlayıcı çarpışmanın ardından oluşan parlaklık, uzak bir yıldız sisteminde tespit edilmiş olabilir.
İki dev gezegen arasındaki devasa çarpışmanın ardından ortaya çıkan parlaklık ilk kez tespit edilmiş olabilir. Çarpışmanın enkazı sonunda soğuyabilir ve tamamen yeni bir gezegen oluşturabilir. Gözlem doğrulanırsa, yeni bir dünyanın doğuşunu gerçek zamanlı olarak izlemek ve gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair bir pencere açmak için harika bir fırsat sunacak.
Yıldız Işığındaki Anomaliler
Aralık 2021’de gökbilimciler, normalde pek dikkate değer olmayan, Güneş benzeri bir yıldızı izliyorlardı titremeye başladığını gördüm. Birkaç ay boyunca bu yıldızın görünür ışığı (gözlerimizle görebildiğimiz ışık) değişmeye devam etti. Bazen önceki parlaklığına dönmeden önce neredeyse kayboluyordu.
Dünya’dan yaklaşık 1.800 ışıkyılı uzaklıkta bulunan yıldıza, ASASSN-21qj tanımlayıcısı verildi. ASASN-SN astronomi araştırması yıldızın kararmasını ilk gözlemleyen oydu.
Yıldızları bu şekilde sönük görmek alışılmadık bir durum değil. Genellikle yıldız ile Dünya arasında geçen malzemeye atfedilir. Amatör gökbilimci Arttu Sainio olmasaydı, ASASSN-21qj giderek artan benzer gözlemler listesine eklenebilirdi. Sainio, sosyal medyada yıldızın ışığının sönmesinin görülmesinden yaklaşık iki buçuk yıl önce, bulunduğu yerden gelen kızılötesi ışık emisyonunun yaklaşık %4 oranında arttığına dikkat çekti.
Kızılötesi ışık en güçlü şekilde birkaç yüz derecelik nispeten yüksek sıcaklıklardaki nesneler tarafından yayılır. santigrat. Bu şu soruları gündeme getirdi: Bu iki gözlem birbiriyle bağlantılı mıydı ve eğer öyleyse ASASSN-21qj çevresinde neler oluyordu?
Gezegensel Felaket
Bulgularımızı yayınlamak içinde DoğaHer iki gözlem dizisinin de iki gezegen arasındaki felaket niteliğindeki çarpışmayla açıklanabileceğini öneriyoruz. Bilindiği gibi dev çarpışmaların, gezegenlerin oluşumunun son aşamalarında yaygın olduğu düşünülüyor. Gezegenlerin nihai boyutlarını, bileşimlerini ve termal durumlarını belirlerler ve bu gezegen sistemlerindeki nesnelerin yörüngelerini şekillendirirler.
Güneş sistemimizde dev çarpışmaların sorumlu olduğu düşünülüyor Uranüs’ün garip eğimi, Merkür’ün yüksek yoğunluğuve Dünya’nın Ay’ının varlığı. Ancak şu ana kadar galakside devam eden dev çarpışmalara dair çok az doğrudan kanıtımız vardı.
Çarpışmanın Sonuçları
Gözlemleri açıklayabilmek için, bir çarpışmanın çarpışmadan sonraki ilk birkaç saat içinde yıldızdan yayılandan daha fazla enerji salması gerekmiş olabilir. Çarpışan cisimlerden gelen malzeme aşırı ısınmış ve erimiş, buharlaşmış veya her ikisi birden olmuş olabilir.
Çarpma, orijinal gezegenlerden yüzlerce kat daha büyük, sıcak, parlak bir malzeme kütlesi oluşturmuş olacaktı. ASASSN-21qj’nin kızılötesi parlaklığı NASA’nın WISE uzay teleskobu tarafından gözlemlendi. WISE, yıldıza yalnızca yaklaşık 300 günde bir bakıyor ve muhtemelen çarpışmadan kaynaklanan ilk ışık parlamasını kaçırmış.
Bununla birlikte, çarpma sonucu oluşan genişleyen gezegen gövdesinin soğuması ve yeni bir gezegen olarak tanıyabileceğimiz bir şeye küçülmesi uzun bir zaman, belki de milyonlarca yıl alacaktır. Başlangıçta, bu “çarpışma sonrası cisim” en büyük boyutuna ulaştığında, ondan yayılan ışık hâlâ yıldızdan gelen emisyonun yüzde birkaçı kadar yüksek olabiliyordu. Böyle bir cisim, gördüğümüz kızılötesi parlaklığı üretmiş olabilir.
Çarpma aynı zamanda yıldızın etrafındaki farklı yörüngelere büyük miktarda enkaz bulutu fırlatmış olabilir. Bu enkazın bir kısmı çarpmanın şokuyla buharlaşmış, daha sonra yoğunlaşarak küçük buz ve kaya kristallerinden oluşan bulutlar oluşturmuş olabilir. Zamanla, bu kümelenmiş malzeme bulutunun bir kısmı ASASSN-21qj ile Dünya arasından geçerek yıldızdan gelen görünür ışığın bir kısmını bloke etti ve düzensiz kararmaya neden oldu.
Çarpışmadan İçgörü Elde Etmek
Eğer olaylara ilişkin yorumumuz doğruysa, bu yıldız sistemini incelemek, gezegen oluşumunun temel mekanizmasını anlamamıza yardımcı olabilir. Şu ana kadar yaptığımız sınırlı gözlemlerden bile çok ilginç şeyler öğrendik.
İlk olarak, gözlemlenen enerji miktarının yayılabilmesi için, çarpışma sonrası cismin Dünya’nın yüzlerce katı büyüklüğünde olması gerekir. Bu kadar büyük bir cisim yaratmak için çarpışan gezegenlerin her birinin Dünya’nın kütlesinin birkaç katı, muhtemelen Dünya’nınki kadar büyük olması gerekir. “buz devi” gezegenler Uranüs Ve Neptün.
İkinci olarak, çarpışma sonrası gövde sıcaklığının 700°C civarında olacağını tahmin ediyoruz. Sıcaklığın bu kadar düşük olması nedeniyle çarpışan cisimlerin tamamen kaya ve metalden yapılmış olması mümkün değildi.
Buz Devleri
Gezegenlerden en az birinin dış bölgeleri, su gibi düşük kaynama sıcaklığına sahip elementler içermiş olmalıdır. Bu nedenle Neptün benzeri buz bakımından zengin iki dünya arasında bir çarpışma gördüğümüzü düşünüyoruz.
Kızılötesi ışığın yayılması ile yıldızdan geçen enkazın gözlemlenmesi arasında görülen gecikme, çarpışmanın yıldızdan oldukça uzakta, yani Dünya’nın Güneş’ten olduğundan daha uzakta gerçekleştiğini gösteriyor. Yıldızdan uzakta buz devlerinin bulunduğu böyle bir sistem, gökbilimcilerin diğer yıldızların çevresinde sıklıkla gözlemlediği, sıkı bir şekilde paketlenmiş gezegen sistemlerinin çoğundan ziyade bizim güneş sistemimize daha çok benziyor.
Bunun en heyecan verici yanı, sistemin gelişimini onlarca yıl boyunca izlemeye devam edebilmemiz ve sonuçlarımızı test edebilmemizdir. NASA’nın JWST’si gibi teleskoplar kullanılarak yapılacak gelecekteki gözlemler, enkaz bulutundaki parçacıkların boyutlarını ve bileşimlerini belirleyecek, çarpışma sonrası gövdenin üst katmanlarının kimyasını tanımlayacak ve bu sıcak enkaz kütlesinin nasıl soğuduğunu izleyecek. Hatta yeni ayların ortaya çıktığını bile görebiliriz.
Bu gözlemler teorilerimize bilgi verebilir ve dev çarpışmaların gezegen sistemlerini nasıl şekillendirdiğini anlamamıza yardımcı olabilir. Şu ana kadar elimizde olan tek örnek, kendi güneş sistemimizdeki çarpışmaların yankılarıydı. Artık yeni bir gezegenin doğuşunu gerçek zamanlı olarak izleyebileceğiz.
Tarafından yazılmıştır:
- Simon Lock – NERC Araştırma Görevlisi, Yer Bilimleri Okulu, Bristol Üniversitesi
- Matthew Kenworthy – Astronomi alanında doçent, Leiden Üniversitesi
- Zoe Leinhardt – Doçent, Fizik Fakültesi, Bristol Üniversitesi
Orijinal olarak yayınlanan bir makaleden uyarlanmıştır. Konuşma.