Yeni bir araştırma, güneşin serseri gezegenleri kalıcı olarak nasıl yakalayabildiğini gösteriyor

Yıldızlararası nesnelere (ISO’lar) olan ilgi, 2017 yılında ‘Oumuamua’nın güneş sistemimizden uçup Dünya’nın yanından geçmesiyle başladı. Yaklaşık iki yıl sonra, bir başka ISO güneş sistemimizden geçti – yıldızlararası kuyruklu yıldız 2I/Borisov.

Bu karşılaşmalar, ISO’ların yalnızca çok yaygın olmadığını, aynı zamanda düzenli olarak güneş sistemimizden geçtiğini doğruladı; bu, gökbilimcilerin uzun zamandır şüphelendiği bir şey. Daha da ilgi çekici olanı, bu nesnelerden bazılarının yakalanmış olması ve hala güneşimizin yörüngesinde bulunabilmesidir.

Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, bir araştırmacı ekibi, nesnelerin yıldızlararası uzaydan kalıcı olarak yakalanabileceği güneş sistemindeki bir bölgeyi tanımladı. Analizleri, nesnelerin güneşimizin çekim gücü tarafından yakalanıp bu bölgeye düştüğünde (bu bölgeye kuyrukluyıldızlar, asteroitler ve hatta başıboş gezegenler dahil olabilir) güneş etrafında yörüngede kalacaklarını ve onunla çarpışmayacaklarını belirledi. Bu bulgular, ISO çalışmaları ve yakın gelecekte bu nesnelerden bazılarıyla buluşmak için önerilen görevler için önemli sonuçlar doğurabilir.

Araştırma, New York’taki Yeshiva Üniversitesi’ndeki Katz Bilim ve Sağlık Okulu’nda matematik profesörü olan Edward Belruno ve NASA Genel Merkezi’ndeki Gezegen Bilimi Bölümü Direktörü James Green tarafından yürütüldü. Bulguları bir kağıt gönderildi arXiv Yakın zamanda Heidelberg Üniversitesi’nde ve Avrupa Uzay Ajansı Operasyon Merkezi’ndeki (ESOC) yörünge dinamikleri grubuna sunulan “Güneş Sistemine Kalıcı Yakalama” başlıklı ön baskı sunucusu.

Belirtildiği üzere, önceki araştırmalar ISO’ların düzenli olarak güneş sistemimizi ziyaret ettiğini ve hatta Dünya’nın yaşamın yapı taşlarıyla tohumlanmasından sorumlu olabileceğini göstermiştir. Ek olarak, araştırmacılar bu nesnelerden kaçının zaman içinde güneş sistemimiz tarafından yakalandığını simüle etmeye çalışmış ve bu da binlerce tahmine yol açmıştır.

Son olarak, ‘Oumuamua ve 2I/Borisov’un gelişi, gelecekteki ISO’larla buluşabilecek ve onları yakından inceleyebilecek çok sayıda uzay aracı önerisine de yol açtı; örneğin Yıldızlararası Nesne Gezgini (IOE) konsepti veya Sistemimizin yakaladığı ISO’lara uçmak gibi.

Belbrundo ve Green, çalışmaları için üç kütleyi içeren basitleştirilmiş bir model kullanarak simülasyonlar gerçekleştirdiler: yakalanan bir ISO, güneş ve Samanyolu. Bu, yakalanan nesnenin hareketini yeniden yaratmalarına olanak sağladı. Makalelerinde açıkladıkları gibi, ISO’lar güneşin kütle çekim kuvveti tarafından yakalandığında, yakalanan nesnelerin sonsuza kadar güneş etrafında yörüngede kalacağı “kalıcı yakalama” olarak bilinen bir duruma girebilirler. Ek olarak, bu nesneler “zayıf yakalama” olarak bilinen bir duruma da gireceklerdir. Bu durumda, güneş etrafında yavaşça sabit bir yörüngeye çekilirler ancak onunla asla çarpışmazlar.

Simülasyonları, bu bölgedeki yakalanan nesnelerin kaotik hareketler sergileyebileceğini ve yörüngelerinin oldukça öngörülemez görünebileceğini gösterdi. Ancak, bölgenin, yakalanan nesnenin yörüngesinin kararlılığına katkıda bulunan bir fraktala (veya matematikte Mandelbrot kümesinde görülen desenlere) benzer şekilde karmaşık, tekrarlayan bir desen sergilediğini de belirttiler. Belbruno’nun açıkladığı gibi Astrobiyoloji Katkıda bulunan Keith Cowing:

“Güneş ve Samanyolu’nun birleşik kütle çekim kuvvetleri bu süreçte önemli bir rol oynar. Karanlık maddenin etkileri de dahil olmak üzere galaksinin kütle çekim alanı, nesnelerin nasıl yakalandığını önemli ölçüde etkiler. Önceki çalışmalar çoğunlukla her zaman kalıcı olmayan kuyruklu yıldız yakalamalarına odaklanmıştı. Ancak bu yeni araştırma, kalıcı bir yakalamayı garantileyen bir mekanizmayı açıklıyor.”

Çalışmaları ayrıca asteroitler ve kuyrukluyıldızlara ek olarak, güneşin çağlar boyunca başıboş gezegenleri yakalayabileceğini öne sürüyor. Son araştırmalar, Samanyolu’nda zamanla güneş sistemlerinden atılmış trilyonlarca başıboş gezegen olabileceğini gösterdi. Yakalanan başıboş gezegenlerin ve diğer nesnelerin kütle çekim etkisi, güneş sistemindeki diğer gövdelerin yörüngelerinde bozulmalara neden olurdu.

Gökbilimcilerin, Gezegen 9’un (diğer adıyla Gezegen X) kanıtını aramak için Kuiper Kuşağı Nesnelerinin yörüngelerini kullanmalarına benzer şekilde, gökbilimciler bu bozulmaları yakalanan cisimlerin varlığını çıkarmak için kullanabilirler. Belbruno şöyle dedi:

“Bu keşif sadece kütle çekim dinamiklerine dair anlayışımızı geliştirmekle kalmıyor, aynı zamanda bu büyüleyici gök cisimlerini tespit etmek ve incelemek için yeni olasılıklar da açıyor. Evreni keşfetmeye devam ettikçe, evrenin güneş ailemize katılan nesneler hakkında başka hangi sırları sakladığını kim bilebilir?”