New Horizons Uzay Aracı Verilerinden ilksel temas ikili Kuiper Kuşağı Nesnesi 2014 MU69’un kompozit görüntüsü. Katkıda bulunanlar: NASA/JHUAPL/SwRI/Roman Tkachenko
Bir çalışma, yerleşik görüşlere meydan okuyor Kuiper Kuşağı Uçucu buzları daha önce düşünülenden çok daha uzun süre tutma yeteneklerini ortaya çıkaran nesneler, kuyruklu yıldız evrimi hakkında yeni bakış açıları sunuyor.
Yakın zamanda dergide yayınlanan bir makale İkarus Kuiper Kuşağı Nesnesi 486958 Arrokoth hakkındaki bulguları sunarak, bu kadar uzak gök cisimlerinde karbon monoksit (CO) gibi uçucu maddelerin korunmasına yeni bir ışık tutuyor.
Brown Üniversitesi’nden Dr. Samuel Birch ve SETI Enstitüsü kıdemli araştırma bilimcisi Dr. Orkan Umurhan’ın ortak yazdığı “486958 Arrokoth’ta CO Buz ve Gazının Tutulması” başlıklı makale, birçok Kuiper Kuşağı Nesnesinin (KBO’lar) varlığını önermek için Arrokoth’u bir vaka çalışması olarak kullanıyor. ) – güneş sistemimizin başlangıcından kalma kalıntılar – orijinal uçucu buzlarını hâlâ koruyabiliyor ve bu da bu eski varlıkların evrimsel yolu hakkındaki önceki fikirlere meydan okuyor.
Soldaki görüntü, New Horizons gemisindeki Ralph aygıtının bir parçası olan Çok Renkli Görünür Görüntüleme Kamerası (MVIC) tarafından yakalandı. 1 Ocak 2019’da, en yakın yaklaşmasından sadece 7 dakika önce çekilen uzay aracı, yüzeyden yalnızca 6700 km uzaktaydı. Bu olağanüstü yakalamanın kredisi NASA’ya, Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’na ve Southwest Araştırma Enstitüsü’ne aittir. Sağdaki görüntü, Umurhan ve diğerlerinin 2022 yöntemine göre hesaplanan, Arrokoth’un mevsimsel kabuk derinliğindeki yörüngesel ortalama sıcaklığı göstermektedir. Ölçek kilometre cinsindendir ve görüş yönü soldaki resme benzer, güney kutbuna doğru bakmaktadır. Katkıda bulunanlar: NASA, Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı ve Southwest Araştırma Enstitüsü
Geçmiş Modellere Zorluk
Önceki KBO evrim modelleri, bu soğuk ve uzak nesnelerdeki uçucu maddelerin kaderini tahmin etmek için yardıma ihtiyaç duyuyordu. Birçoğu, bu maddelerin ne kadar süre dayanabileceğini hafife alarak hantal simülasyonlara veya hatalı varsayımlara güvendi. Yeni araştırma, süreci gazın gözenekli kayadan nasıl kaçtığına benzeterek daha basit ama etkili bir yaklaşım sunuyor. Bu, Arrokoth gibi KBO’ların uçucu buzlarını milyarlarca yıl boyunca koruyabildiğini ve daha fazla buz kaybını yavaşlatan bir tür yeraltı atmosferi oluşturduğunu öne sürüyor.
Umurhan, “Önemli olanın, insanların onlarca yıldır bu çok soğuk ve eski nesneler için varsaydığı fiziksel modeldeki derin bir hatayı düzeltmiş olmamız olduğunu vurgulamak istiyorum” dedi. “Bu çalışma, kuyruklu yıldızın iç evrimi ve aktivite teorisinin yeniden değerlendirilmesi için ilk adım olabilir.”
Modelimiz, belirli gözenek yarıçaplarına sahip, CO ve refrakter amorf H2O buz karışımından oluşan gözenekli bir moloz yığınına sahiptir. Kahverengiyle gösterilen üst katman, yalnızca bir yörüngede termal işleme tabi tutulur ve bu katmanda CO (hem buz hem de gaz) kaybına neden olur. Koyu maviyle gösterilen süblimasyon ön kısmının 𝑟𝑏 altında, orijinal CO buz hacmi bozulmadan kalır. Zamanla, süblimleşme cephesi aşağı doğru ilerledikçe (modelde sağa doğru), amorf H2O buz matrisine gömülü CO buzu süblimleşmeye başlar. Açık mavi ile gösterilen üretilen gaz daha sonra gözenekleri doldurur ve süblimasyon cephesinden uzağa doğru yukarı doğru hareket eder. Kredi bilgileri: SETI Enstitüsü
Yeni İçgörüler ve Gelecek Araştırmaları
Bu çalışma mevcut tahminlere meydan okuyor ve kuyruklu yıldızların doğasını ve kökenlerini anlamak için yeni yollar açıyor. KBO’larda bu tür uçucu buzların varlığı, bu nesnelerin, güneşe yaklaştıkça yörüngelerini değiştirdikten sonra harekete geçen ve kuyruklu yıldız davranışı sergileyen “buz bombaları” olarak büyüleyici bir anlatımını destekliyor.
Bu hipotez, kuyruklu yıldızların anlaşılmasını potansiyel olarak değiştiren 29P/Schwassmann-Wachmann kuyruklu yıldızının yoğun patlama aktivitesi gibi olguları açıklamaya yardımcı olabilir.
Yaklaşan CAESAR misyonu önerisinin ortak araştırmacıları olarak araştırmacılar, kuyruklu yıldız cisimlerinin evrimini ve faaliyetlerini anlamak için yeni bir yaklaşım benimsiyorlar. Bu çalışmanın gelecekteki keşifler için çıkarımları var ve güneş sistemimizin keşfedilmeyi bekleyen kalıcı gizemlerini hatırlatıyor.
Referans: Samuel PD Birch ve Orkan M. Umurhan tarafından yazılan “486958 Arrokoth dahilinde CO buz ve gazının tutulması”, 2 Mart 2024, İkarus.
DOI: 10.1016/j.icarus.2024.116027