Gökbilimci, daha önce düşündüğünden daha önce oluşan gaz devi dış gezegenleri bulur

Yeni araştırmaya göre, geçmiş verilere yeni bir bakış, Jüpiter’e benzer kitlelere sahip dış gezegenlerin daha önce düşünülenden çok daha erken oluştuğunu ortaya koyuyor. Ohio State Üniversitesi çalışmasının sonuçları, birikim zamanlaması hakkında yeni bilgiler sağlar – büyük miktarda gaz ve Jüpiter gibi büyük gezegenler yapmak için karbon ve oksijen açısından zengin katı parçacıklar biriktirme süreci.

Araştırma yayınlanmış içinde Astrofizik Dergisi.

Gezegenler, gezegen oluşumu için mükemmel bileşenler olan protoplantary disklerden, toz ve gaz bulutlarından oluşur. Bu yeni çalışma, disklerin daha önce inandıklarından çok büyük ve çok daha genç olduğunda, birikimin erken gerçekleştiğini göstermektedir.

Sayısı Yeni onaylanan dış gezegenler büyümeye devam etti, bu dünyaların kökenleri ve oluşumlarını etkileyen faktörler bilim adamlarının hala çözmeyi hedeflediği bir bulmaca. Örneğin Jüpiter benzeri dış gezegenlerin başlangıçta yaklaşık 3 ila 5 milyon yıl sürdüğü düşünülüyordu; Son gözlemler artık Jüpiter gibi bir gaz devi için, bu sürecin muhtemelen yaklaşık 1 ila 2 milyon yıla daha yakın olduğunu gösteriyor.

Bu keşif, araştırmacıların bu gezegenlerin oluşturulduğu protoplantary disklerin “yaşı” ile ilgili mevcut teorilerine meydan okuyor. Sonuçlar, bilim adamlarının güneş sistemi ve başka yerler için gezegen oluşumu teorilerini yeniden değerlendirmeye ve yenilemesine yol açabilir.

Wang, “Dış gezegenler hakkında bildiğimiz her şey güneş sistemi bağlamına konabilir ve tersi.” Dedi. “Genellikle gezegen oluşumu aşağıdan yukarıya bir şemadır, yani daha büyük bir gezegen oluşturmak için oluşturulan küçük nesnelerle başlar, ancak bu şekilde zaman alır.”

Exoplanets, güneş sistemimizin sınırlarının çok ötesinde yörüngede olan gezegensel nesnelere atıfta bulunsa da, nasıl oluştukları hakkında daha fazla bilgi edinmek, araştırmacıların oluşumu Jüpiter’den çok daha geç olan, ancak yine de büyük ölçüde etkilenen güneş sisteminin ve erken Dünya’nın evrimi hakkında daha fazla bilgi edinmelerine yardımcı olabilir.

Gezegensel oluşumun “aşağıdan yukarıya” yorumuna “çekirdek toplanma teorisi” denir, ancak bir başka olası oluşum mekanizması, gezegenlerin yerçekimi istikrarsızlığı yoluyla oluşturulduğu zamandır-bir yıldızın etrafındaki bir diskteki kümeler kendilerini destekleyemeyecek ve gezegenler oluşturmak için çok büyük olduğunda. Bir gezegenin birikim tarihi, bu iki zorlayıcı ancak tamamlayıcı evrim mekanizmalarıyla yakından bağlantılı olabileceğinden, Wang, hangi sürecin daha sık olduğunu belirlemenin önemli olduğunu söyledi.

Çalışma, yıldız ve gezegensel kimyasal özellikleri daha önceki çalışmalarla doğrudan ölçülmüş ve bunları güneş sistemimiz Jüpiter ve Satürn’imizdeki gaz devleri hakkındaki verilerle karşılaştıran yedi gaz devi dış gezegenden oluşan bir örneklemdi.

Wang, bu dış gezegenlerin erken oluşumunun, Jüpiter’in daha önce düşünüldüğünden çok daha önce oluştuğuna dair son kanıtlarla tutarlı olduğunu gösterdi. Bu bulgu, bu dış gezegenlerin biriktirdiği şaşırtıcı derecede yüksek miktarda katıya dayanmaktadır.

Bir gezegenin oluşumunun başlangıcında toplanan tüm malzemeler atmosferinin metalikliğini arttırır ve geride bıraktıkları izleri gözlemleyerek araştırmacılar, gezegenin topladığı katı miktarını ölçebilirler.

Metaliklik ne kadar yüksek olursa, daha fazla katı ve metal – periyodik tablodaki herhangi bir şey hidrojen ve helyumdan daha büyük – oluşum sürecinde biriktirilebileceğini varsayabilirler.

“Ortalama olarak, örneklenen beş gezegenden her birinin 50 toprak kütlesinin katı katının eşdeğerini topladığını çıkarabiliriz.” Dedi. “Bu kadar büyük miktarda katı sadece bir sistem 2 milyon yaşından küçük olduğunda bulunabilir, ancak güneş sistemimizde mevcut toplam katılar sadece 30 ila 50 toprak kütlesi değerinde.”

Bu yeni veriler, dış gezegenleri oluşturmak için kullanılan yapı taşlarının protoplantary diskin evriminin daha erken bir aşamasında beklenenden daha erken bir aşamada mevcut olduğunu ve bu yapı taşlarının mevcudiyetinin milyonlarca yıl boyunca büyük ölçüde azaldığını göstermektedir. Bilim adamları genellikle gezegenlerin erken oluştuğunu kanıtlamayı beklemedikleri için, mevcut teorilerin muhtemelen uzlaşma için mücadele edeceği bir bulgu.

Wang, “Bu dış gezegenler o kadar erken oluştu ki, hala büyük bir metal rezervuarı mevcuttu.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bu, bilimsel topluluğun tam olarak hazırlanmadığı bir şey, bu yüzden şimdi bunu açıklamak için yeni teoriler bulmak için mücadele etmek zorunda kalacaklar.”

Gaz devleri toplanma sırasında büyük miktarlarda madde çektiğinden, bunların uzay boyunca oluşumu ve göçü, protoplanetary bir diskte başka yerlerde kayalık gezegenlerin gelişimini de etkiler. Güneş sisteminde, bu fenomenin Jüpiter ve Satürn’ün Mercury’yi orijinal yörüngesinden çıkarmasına neden olduğuna inanılıyor ve Mars’ın Dünya veya Venüs’ten çok daha küçük olmasına neden oldu.

Bununla birlikte, gelecekte benzer gezegensel oluşum analizleri yapmak isteyen gökbilimcilere yardımcı olmak için, çalışma aynı zamanda, çalışma notlarının diğer karmaşık element verilerini de araştırmak için ideal bir araç olabileceği diğer herhangi bir dış gezegen için toplam katı birikim kütlesini çıkarmak için istatistiksel bir çerçeve sunmaktadır.

Bu araştırma tamamen arşiv verilerine dayanırken, Wang çalışmasının daha güçlü yer tabanlı astronomik gözlemevleri veya James Webb uzay teleskopu gibi yeni nesil teknolojiler gibi daha iyi enstrümanlar tarafından toplanan yeni yüksek çözünürlüklü verilerle daha da tamamlanmasını bekliyor.

Wang, “Bu çalışmayı daha büyük bir dış gezegen örneği ile genişleterek, bu makalede bulunan kanıt eğiliminin tutulmaya devam ettiğini görmeyi umuyoruz.” Dedi.