James Webb Uzay Teleskobu, Beta Pictoris sistemi içinde kedi kuyruğuna benzeyen yeni bir yapıyı ortaya çıkardı. Isabel Rebollido liderliğindeki bu keşif, sistemin enkaz diskleri içindeki karmaşık etkileşimlere işaret ediyor ve gezegen sistemi dinamikleri konusundaki anlayışımızı genişleterek son toz üretim olaylarını öne sürüyor. Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Ralf Crawford (STScI)
Kızılötesi Işıkta Yeni Gözlemler Son Zamanlardaki Büyük Çarpışmayı Öne Çıkarıyor
Beta Pictoris yıldızının etrafındaki gezegen sistemi 1980’li yıllardan bu yana bilim adamlarını büyülemeye devam ediyor. Onlarca yıl süren araştırmalardan sonra bile hâlâ sürprizler barındırıyor.
NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu Beta Pic’in hikayesinde, enkaz disklerinin bileşimi ve daha önce hiç görülmemiş bir kedi kuyruğuna benzeyen toz izi hakkında yeni ayrıntılar içeren heyecan verici yeni bir bölümün kilidi açıldı. Bu özelliğin, gökbilimcilerden oluşan bir ekip tarafından, gezegen sistemine nispeten yeni bir ekleme olduğu, yani o kadar da eski olmayan bir kuyruk olduğu varsayılıyor.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, yıldız sistemi Beta Pictoris’i görüntüledi. Webb’in MIRI’si (Orta Kızılötesi Enstrüman), bir gökbilimci ekibinin Beta Pic’in ana ve ikincil enkaz disklerinin bileşimini araştırmasını sağladı; bu ikinci özellik daha önce Hubble Uzay Teleskobu tarafından tespit edilmişti.
Beklenmedik bir şekilde Webb’in kızılötesi yetenekleri, Beta Pic sisteminin yeni bir özelliğini tespit etti: bir kedinin kuyruğunun şeklini andıran kıvrımlı bir toz dalı. Yalnızca MIRI verilerinde fark edilebilen bu kuyruk, ikincil enkaz diskinin güneybatı kısmından uzanıyor ve 10 milyar mil kadar uzandığı tahmin ediliyor.
Kuyruğu oluşturan toz, güneş sistemimizdeki kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin yüzeylerinde bulunan maddeye benzer olabilir. Ekip, asteroitler, kuyruklu yıldızlar veya gezegenimsiler arasındaki çarpışma gibi bir toz üretim olayının sorumlu olduğuna inansa da, kedinin kuyruğunun kökenini anlamak için daha fazla analiz yapılması gerekiyor.
Katkı Sağlayanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Christopher Stark (NASA-GSFC), Kellen Lawson (NASA-GSFC), Jens Kammerer (ESO), Marshall Perrin (STScI)
Webb Uzay Teleskobu, Beta Pictoris Sisteminde Tozlu ‘Kedi Kuyruğu’ Keşfetti
Sadece 63 ışıkyılı uzaklıkta bulunan genç bir gezegen sistemi olan Beta Pictoris, onlarca yıllık derinlemesine çalışmalardan sonra bile bilim adamlarının ilgisini çekmeye devam ediyor. Başka bir yıldızın etrafında görüntülenen ilk toz diskine sahiptir; asteroitler, kuyruklu yıldızlar ve gezegenimsiler arasındaki çarpışmalar sonucu oluşan bir enkaz diski. NASA’dan gözlemler Hubble uzay teleskobu bir ortaya çıkardı ikinci enkaz diski bu sistemde ilk görülen dış diske göre eğimlidir. Şimdi, Beta Pictoris (Beta Pic) sistemini görüntülemek için NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan bir gökbilimci ekibi, daha önce görülmemiş yeni bir yapı keşfetti.
İspanya’daki Astrobiyoloji Merkezi’nden Isabel Rebollido liderliğindeki ekip, Beta Pic’in daha önce tespit edilen ana ve ikincil enkaz disklerinin bileşimini araştırmak için Webb’in NIRCam’ini (Yakın Kızılötesi Kamera) ve MIRI’yi (Orta Kızılötesi Cihaz) kullandı. Sonuçlar beklentileri aştı; ikincil enkaz diskinin güneybatı kısmından uzanan, kedi kuyruğu şeklinde keskin eğimli bir toz dalını ortaya çıkardı.
Rebollido, “Beta Pictoris her şeye sahip olan enkaz diskidir: Çok iyi inceleyebileceğimiz gerçekten parlak, yakın bir yıldıza ve çok bileşenli bir disk, dış kuyruklu yıldızlar ve görüntülenen iki dış gezegenden oluşan karmaşık bir yıldız çevresi ortamına sahiptir” dedi. çalışmanın baş yazarı. “Bu dalga boyu aralığında yerden daha önce gözlemler yapılmış olsa da, şu anda Webb ile sahip olduğumuz hassasiyete ve uzamsal çözünürlüğe sahip değillerdi, dolayısıyla bu özelliği tespit edemediler.”
Bu, gökbilimcilerden oluşan bir ekibin hipotezine göre kedi kuyruğunun yaratılışını tasvir eden bir animasyon. Beta Pic’in ikincil enkaz diskinin güneybatı kısmında görülen bu yapının 10 milyar mil boyunca uzandığı tahmin ediliyor.
Bilim adamları, kedinin kuyruğunun sadece yüz yıl önce meydana gelen bir toz üretim olayının (çarpışma gibi) sonucu olduğunu öne sürüyorlar. Başlangıçta, oluşan toz kaynağıyla aynı yörünge yönünü takip eder ve daha sonra yayılmaya başlar. Yıldızın ışığı en küçük, en yumuşak toz parçacıklarını yıldızdan daha hızlı iter, daha büyük taneler ise o kadar hareket etmez ve bir toz izi oluşturur.
Kenardan bakıldığında, kedinin kuyruğunun keskin eğimi optik bir yanılsamadır. Bizim bakış açımız ve kuyruğun kavisi gözlenen açıyı yaratıyor, oysa aslında toz filizi diskten yalnızca beş derecelik bir eğimle ayrılıyor.
Katkıda bulunanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Ralf Crawford (STScI)
Bir Yıldızın Portresi Webb ile İyileştirildi
Webb veya JWST ile bile Beta Pic’e doğru dalga boyu aralığında (bu durumda orta kızılötesi) bakmak, yalnızca MIRI verilerinde göründüğü için kedinin kuyruğunu tespit etmek için çok önemliydi. Webb’in orta kızılötesi verileri, Beta Pic’in iki diski arasındaki sıcaklık farklılıklarını da ortaya çıkardı; bu muhtemelen bileşimdeki farklılıklardan kaynaklanıyor.
Araştırma ekibinden Christopher Stark, “Webb’in Beta Pic çevresinde iki farklı türde malzeme bulunduğunu açıklamasını beklemiyorduk, ancak MIRI bize ikincil diskteki ve kedi kuyruğundaki malzemenin ana diskten daha sıcak olduğunu açıkça gösterdi” dedi. -NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki çalışmanın yazarı. “Diski ve kuyruğu oluşturan toz çok karanlık olmalı, bu yüzden onu görünür dalga boylarında kolayca göremiyoruz; ancak orta-kızılötesinde parlıyor.”
Ekip, daha yüksek sıcaklığı açıklamak için tozun, güneş sistemimizdeki kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin yüzeylerinde bulunan maddeye benzer, oldukça gözenekli “organik refrakter malzeme” olabileceği sonucuna vardı. Örneğin, NASA’nın Bennu asteroitinden örneklediği malzemenin ön analizi OSIRIS-REx Misyon, MIRI’nin Beta Pic’te tespit ettiği gibi, onun çok karanlık ve karbon açısından zengin olduğunu buldu.
Webb’in MIRI (Orta Kızılötesi Enstrüman) tarafından yakalanan Beta Pictoris görüntüsünün açıklamalı versiyonu. Merkezi yıldızın ışığını engellemek için bir koronagraf (siyah daire ve iki küçük disk) kullanıldı. Bazı özellikler vurgulanır ve etiketlenir.
Turuncu ana enkaz diskinin üzerinden beyaz bir çizgi geçiyor ve “ana disk düzlemi” olarak etiketleniyor. İnce mavi-yeşil bir disk, turuncu ana diske göre saat yönünün tersine yaklaşık beş derece eğimlidir ve “genişletilmiş ikincil disk” etiketli mavi-yeşil bir çizgiyle vurgulanır. Merkezin yakınında kümelenen gri malzemenin bir kısmı, sağ üstte “kedi kuyruğu” etiketli sarı bir çizgiyle işaretlenmiş kavisli bir özellik oluşturuyor.
Bir ölçek çubuğu, Beta Pic disklerinin yüzlerce astronomik birime (AU) kadar uzandığını gösterir; burada bir AU, ortalama Dünya-Güneş mesafesidir. (Güneş sistemimizde Neptün, güneşten 30 AU uzaklıkta yörüngede döner.) Bu görüntüde, 15,5 mikronluk ışık camgöbeği renginde ve 23 mikronluk turuncu renktedir (sırasıyla F1550C ve F2300C filtreleri).
Katkı Sağlayanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Christopher Stark (NASA-GSFC), Kellen Lawson (NASA-GSFC), Jens Kammerer (ESO), Marshall Perrin (STScI)
Kuyruğun Şaşırtıcı Başlangıcı Gelecekteki Araştırmaları Garanti Ediyor
Ancak geriye kalan büyük bir soru var: Diğer yıldızların etrafındaki disklerde görülenlerden farklı olarak benzersiz bir kavisli özellik olan kedinin kuyruğunun şeklini ne açıklayabilir?
Rebollido ve ekip, kedinin kuyruğunu taklit etmek ve kökenini ortaya çıkarmak amacıyla çeşitli senaryolar modelledi. Daha fazla araştırma ve test gerekli olmasına rağmen ekip, kedinin kuyruğunun sadece yüz yıl önce meydana gelen bir toz üretim olayının sonucu olduğuna dair güçlü bir hipotez sunuyor.
Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’ndeki araştırmanın ortak yazarlarından Marshall Perrin, “Çarpışma gibi bir şey oluyor ve çok fazla toz oluşuyor” dedi. “İlk başta toz, kaynağıyla aynı yörünge yönünde ilerliyor ancak daha sonra yayılmaya başlıyor. Yıldızdan gelen ışık, en küçük, en yumuşak toz parçacıklarını yıldızdan daha hızlı iterken, daha büyük taneler o kadar fazla hareket etmiyor ve uzun bir toz filizi oluşturuyor.”
Stark, “Kedinin kuyruk özelliği son derece sıra dışı ve eğriliği dinamik bir modelle yeniden oluşturmak zordu” diye açıkladı. “Modelimiz, sistemden son derece hızlı bir şekilde dışarı itilebilen toza ihtiyaç duyuyor, bu da yine onun organik refrakter malzemeden yapılmış olduğunu gösteriyor.”
Beta Pictoris yıldız sisteminin açıklamalı görüntüsü, Webb’in MIRI (Orta Kızılötesi Enstrüman) tarafından çekilmiş olup, pusula okları, ölçek çubuğu ve referans amaçlı renk anahtarı içermektedir.
Kuzey ve doğu pusula okları görüntünün gökyüzündeki yönünü gösterir. Gökyüzünde kuzey ve doğu arasındaki ilişkinin (aşağıdan görüldüğü gibi) yer haritasındaki yön oklarına (yukarıdan görüldüğü gibi) göre ters çevrildiğine dikkat edin.
Ölçek çubuğu astronomik birimler ve yay saniyesi cinsinden etiketlenmiştir. Bir AU ortalama Dünya-Güneş mesafesidir. (Güneş sistemimizde Neptün, güneşten 30 AU uzaklıkta yörüngede döner.) Arksaniye, gökyüzündeki açısal mesafenin bir ölçüsüdür. Bir yay saniyesi, bir yayın derecesinin 1/3600’üne eşittir. (Dolunay’ın açısal çapı yaklaşık 0,5 derecedir.) Gökyüzünde bir yay saniyesini kaplayan bir nesnenin gerçek boyutu, teleskoptan uzaklığına bağlıdır.
Bu görüntü, görünür ışık renklerine dönüştürülmüş görünmez orta kızılötesi ışık dalga boylarını göstermektedir. Renk tuşu, ışığı toplarken hangi MIRI filtrelerinin kullanıldığını gösterir. Her filtre adının rengi, o filtreden geçen kızılötesi ışığı temsil etmek için kullanılan görünür ışık rengidir.
Katkı Sağlayanlar: NASA, ESA, CSA, STScI, Christopher Stark (NASA-GSFC), Kellen Lawson (NASA-GSFC), Jens Kammerer (ESO), Marshall Perrin (STScI)
Ekibin tercih ettiği model, kuyruğun diskten uzaktaki keskin açısını basit bir optik yanılsama olarak açıklıyor. Perspektifimiz kuyruğun kavisli şekliyle birleştiğinde kuyruğun gözlenen açısını oluştururken aslında malzemenin yayı diskten yalnızca beş derecelik bir eğimle ayrılıyor. Kuyruğun parlaklığını dikkate alan ekip, kedinin kuyruğundaki toz miktarının, 10 milyar mil boyunca yayılmış büyük bir ana kuşak asteroitine eşdeğer olduğunu tahmin ediyor.
Beta Pic’in enkaz diskleri içindeki yakın zamanda meydana gelen bir toz üretimi olayı, MIRI verilerinde gösterildiği ve yalnızca kuyruğun karşı tarafında görülen, eğimli iç diskin yeni görülen asimetrik uzantısını da açıklayabilir. Yakın zamanda meydana gelen çarpışma sonucu oluşan toz üretimi, daha önce tespit edilen bir özelliği de açıklayabilir. 2014’te Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi: Kedinin kuyruğunun yakınında bulunan bir karbon monoksit (CO) yığını. Yıldızın radyasyonu CO2’yi yaklaşık yüz yıl içinde parçalayacağından, hala mevcut olan bu gaz konsantrasyonu aynı olayın kalıcı kanıtı olabilir.
Stark, “Araştırmamız Beta Pic’in daha önce düşündüğümüzden daha aktif ve kaotik olabileceğini gösteriyor” dedi. “JWST, en iyi çalışılmış nesnelere bakarken bile bizi şaşırtmaya devam ediyor. Bu gezegen sistemlerine tamamen yeni bir penceremiz var.”
Bu sonuçlar Amerikan Astronomi Topluluğu’nun New Orleans, Louisiana’daki 243. toplantısında düzenlenen basın toplantısında sunuldu.
Gözlemler, Garantili Zamanlı Gözlem programı 1411’in bir parçası olarak alındı.
James Webb Uzay Teleskobu dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve onun içindeki yerimizi araştırıyor. Webb, NASA’nın ortakları ESA ile birlikte yürüttüğü uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.