Gökbilimciler Olası Kardeş Gezegenleri Ortaya Çıkardı

Gökbilimciler, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini kullanarak, uzak bir yıldızın etrafındaki mevcut bir gezegenin yörüngesini paylaşan bir “kardeş” gezegeni gösterebilecek bir enkaz bulutu tespit ettiler (ALMA).

Potansiyel Eş Yörünge Gezegenlerinin Keşfi

Astronomlar, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini (ALMA) kullanarak, uzak uzayda bir gezegenin potansiyel ‘kardeşini’ keşfettiler. Muhtemelen bu gezegenin yörüngesini paylaşan bir enkaz bulutu tespit ettiler, bu da bunun oluşum aşamalarındaki yeni bir gezegen veya daha önce oluşmuş bir gezegenin kalıntıları olabileceğini düşündürüyor. Doğrulanırsa, bu bulgu aynı yörüngeyi paylaşan iki ötegezegenin şimdiye kadarki en güçlü kanıtını sağlayacaktır.

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ile çekilen bu görüntü, Dünya’dan yaklaşık 400 ışıkyılı uzaklıkta bulunan genç gezegen sistemi PDS 70’i göstermektedir. Sistemin merkezinde, PDS 70b gezegeninin yörüngesinde döndüğü bir yıldız bulunur. Gökbilimciler, PDS 70b ile aynı yörüngede, yeni bir gezegenin yapı taşları veya halihazırda oluşmuş bir gezegenin kalıntıları olabilecek bir enkaz bulutu tespit ettiler. Görüntüye hakim olan halka benzeri yapı, içinden gezegenlerin oluştuğu, yıldız ötesi bir malzeme diskidir. Aslında bu sistemde başka bir gezegen daha var: Diskin iç kenarının hemen yanında saat 3 konumunda görülen PDS 70c. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza ve ark.

“Yirmi yıl önce teoride, benzer kütleye sahip gezegen çiftlerinin, Truva ya da eş yörüngeli gezegenler olarak adlandırılan yıldızlarının etrafında aynı yörüngeyi paylaşabilecekleri tahmin ediliyordu. Dergide bugün (19 Temmuz) yayınlanan makaleyi yöneten İspanya Madrid Astrobiyoloji Merkezi’nde öğrenci olan Olga Balsalobre-Ruza, “İlk kez, bu fikir lehine kanıt bulduk” diyor. Astronomi ve Astrofizik.

Astronomlar, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini (ALMA) kullanarak, uzak bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegenin olası ‘kardeşini’ buldular. Bu video keşfi özetlemektedir. Kredi: ESO

Eş yörüngeli Gezegenler ve Truva atları

Truva atları, kendi Güneş Sistemimizde yaygın bir olay olan, bir gezegenle yörüngeyi paylaşan kayalık cisimlerdir.^[1] En dikkate değer örnek, Jüpiter’in Truva asteroitleridir; Jüpiter‘nin Güneş etrafındaki yörüngesi. Gökbilimciler, kanıtlar eksik olmasına rağmen, Truva gezegenlerinin Güneşimiz dışındaki yıldızların etrafında var olabileceğini öne sürdüler.

“Exotrojanlar [Trojan planets outside the Solar System] Center for Astrobiology’de kıdemli bir araştırmacı olan ortak yazar Jorge Lillo-Box, “Şimdiye kadar tek boynuzlu atlar gibiydiler: Teorik olarak var olmalarına izin veriliyor, ancak hiç kimse onları tespit edemedi” diyor.

Genç gezegen sistemi PDS 70’in yukarıdaki görüntünün açıklamalı bir versiyonu. Sistemin merkezinde, PDS 70b gezegeninin (düz sarı daire ile vurgulanmış) yörüngesinde döndüğü bir yıldız bulunur. PDS 70b ile aynı yörüngede, içi dolu sarı bir elipsle gösterilen gökbilimciler, yeni bir gezegenin yapı taşları veya halihazırda oluşmuş bir gezegenin kalıntıları olabilecek bir enkaz bulutu (sarı noktalı bir çizgi ile daire içine alınmış) tespit ettiler. Görüntüye hakim olan halka benzeri yapı, içinden gezegenlerin oluştuğu, yıldız ötesi bir malzeme diskidir. Aslında bu sistemde başka bir gezegen daha var: Diskin iç kenarının hemen yanında saat 3 konumunda görülen PDS 70c. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza ve ark.

PDS 70 Sistemi ve ALMA’nın Rolü

Şimdi, uluslararası bir bilim insanı ekibi, Avrupa Güney Gözlemevi’nin (ESO) ortak olduğu bir proje olan ALMA’yı, Truva gezegenlerinin varlığına dair şimdiye kadarki en ikna edici gözlemsel kanıtı bulmak için kullandı. Bu keşif, Jüpiter benzeri iki gezegene, PDS 70b ve PDS 70c’ye ev sahipliği yapan genç bir yıldız olan PDS 70 sisteminde gerçekleşti. Ekip, bu sistemin arşivdeki ALMA gözlemlerini analiz etti ve PDS 70b’nin yörüngesinde Truva atlarının var olması beklenen yerde bir enkaz bulutu belirledi.

Bu sekans, izleyiciyi Erboğa’nın güney takımyıldızına doğru götürür. Yaklaşık 400 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ve yörüngesinde dönen en az iki gezegene sahip olan turuncu cüce yıldız PDS 70’i yakınlaştırıyoruz. Son çekim, PDS 70 sisteminin Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ile çekilmiş, PDS 70b gezegeni ve onun Trojan enkaz bulutunun merkez yıldızın etrafında aynı yörüngede olduğu muhteşem yeni görüntüyü gösteriyor. Kredi: ESO/L. Calçada/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza ve ark. Müzik: Astral elektronik

Lagrangian Bölgelerini Analiz Etmek

Truva atları, Lagrangian bölgeleri olarak bilinen, bir gezegenin yörüngesinde, yıldızın ve gezegenin birleşik kütleçekiminin malzemeyi yakalayabildiği iki geniş alanı işgal eder. Gökbilimciler, PDS 70b’nin yörüngesindeki bu bölgeleri inceledikten sonra, bunlardan birinden zayıf bir sinyal saptadı ve bu da, Ay’ımızın yaklaşık iki katı kütleye sahip bir enkaz bulutunun burada bulunabileceğini düşündürdü.

Bu renkli görüntü, soluk turuncu cüce yıldız PDS 70’in (görüntünün ortasında) etrafındaki gökyüzünü göstermektedir. Sağdaki parlak mavi yıldız χ Centauri’dir. Kredi: ESO/Digitized Sky Survey 2. Teşekkür: Davide De Martin

Keşfin Gelecekteki Etkileri

Ekip, bu enkaz bulutunun, bu sistemde mevcut bir Truva dünyasını veya oluşum halindeki bir gezegeni gösterebileceğini öne sürüyor. “Yılın süresini ve yaşanabilirlik koşullarını paylaşan iki dünyayı kim hayal edebilir? Çalışmamız, bu tür bir dünyanın var olabileceğinin ilk kanıtı,” diyor Balsalobre-Ruza. “Jüpiter örneğinde olduğu gibi bir gezegenin yörüngesini binlerce asteroitle paylaşabileceğini hayal edebiliyoruz, ancak gezegenlerin aynı yörüngeyi paylaşabilmesi benim için akıllara durgunluk veriyor.”

Astrobiyoloji Merkezi’nde kıdemli bir araştırmacı olan ortak yazar Nuria Huélamo, “Araştırmamız, eş yörüngeli gezegenleri oluşumlarının çok erken dönemlerinde aramak için ilk adımdır” diyor. Bu araştırmaya katkıda bulunan Şili’deki ESO Bilim Ofisi Başkanı Itziar De Gregorio-Monsalvo, “Truva atlarının oluşumu, nasıl geliştikleri ve farklı gezegen sistemlerinde ne sıklıkta oldukları hakkında yeni sorular ortaya çıkarıyor” diye ekliyor. .

Bu animasyon, hepsi merkezi bir yıldızın etrafında hareket eden, gezegenin yörüngesindeki sözde Lagrangian bölgelerinde bir gezegeni ve iki enkaz bulutunu gösteriyor. Lagrangian bölgeleri, bir gezegenin yörüngesinde, yıldızın ve gezegenin birleşik çekim kuvvetinin malzemeyi yakalayabildiği iki genişletilmiş bölgedir. Bu bölgeler, bir gezegenin aynı yörüngesindeki kayalık cisimler olan Truva atları tarafından işgal edilebilir. Teorik olarak, bu Truva atları bu iki bölgede de olabilir, ancak PDS 70 sisteminde gökbilimciler şu ana kadar yörüngede yalnızca bir bulut tespit ettiler. ötegezegen PDS 70b. Tespit edilen bulut, PDS 70b ile aynı yörüngede bulunan mevcut bir Truva gezegenine veya şekillenmekte olan bir dünyaya işaret edebilir. Kredi: ESO/L. Calçada

Onay ve Gelecekteki Çalışmalar

Bulgularını tam olarak doğrulamak için ekibin 2026 sonrasına kadar beklemesi gerekecek. O zaman, hem PDS 70b’nin hem de potansiyel kardeşi enkaz bulutunun yıldızın etrafındaki ortak yörüngeleri boyunca fark edilir şekilde hareket edip etmediğini gözlemlemek için ALMA’yı kullanmayı amaçlayacaklar. . Balsalobre-Ruza, “Bu, ötegezegensel alanda bir atılım olacaktır” diyor.

De Gregorio-Monsalvo, “Bu konunun geleceği çok heyecan verici ve dizinin diğer birçok yıldızdaki Truva atlarını karakterize etme becerisini önemli ölçüde artıracak olan, 2030 için planlanan genişletilmiş ALMA yeteneklerini dört gözle bekliyoruz” diyerek sözlerini sonlandırıyor.

Bu çizelge güney takımyıldızı Erboğa’yı gösteriyor ve berrak, karanlık bir gecede çıplak gözle görülebilen yıldızların çoğunu gösteriyor. Cüce yıldız PDS 70, kırmızı bir daire ile işaretlenmiştir. Kredi: ESO, IAU ve Sky & Telescope

notlar

1. Jüpiter’in yörüngesindeki asteroitler ilk keşfedildiğinde, adlarını Truva Savaşı’nın kahramanlarından aldılar ve bu nesnelere atıfta bulunmak için Truvalılar adının doğmasına neden oldu.

Bu araştırma, yayınlanmak üzere bir bildiride sunuldu. Astronomi ve Astrofizik.

Referans: “Lagrangian bölgesi içinde geçici ko-orbital milimetre altı emisyon L₅ O. Balsalobre-Ruza, I. de Gregorio-Monsalvo, J. Lillo-Box, N. Huélamo, Á. Ribas, M. Benisty, J. Bae, S. Facchini ve R. Teague, 19 Temmuz 2023, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202346493

Ekip, O. Balsalobre-Ruza’dan (Centro de Astrobiología [CAB]CSIC-INTA, İspanya), I. De Gregorio-Monsalvo (Avrupa Güney Gözlemevi [ESO], Şili), J. Lillo-Box (CAB), N. Huélamo (CAB), Á. Ribas (Astronomi Enstitüsü, Cambridge Üniversitesi, Birleşik Krallık), M. Benisty (Laboratoire Lagrange, Université Côte d’Azur, CNRS, Observatoire de la Côte d’Azur, Fransa ve Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Fransa), J. Bae (Astronomi Bölümü, Florida üniversitesiABD), S. Facchini (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano, İtalya) ve R. Teague (Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, ABD).