Bir gezegen yaratmanın birden fazla yolu olabilir

Konu gezegen oluşumuna gelince, gökbilimciler, Georgia Üniversitesi Simülasyon Fiziği Merkezi’nden gökbilimci Cassandra Hall’un “aşağıdan yukarıya” yaklaşımı olarak adlandırdığı şeyi uzun süredir benimsiyorlar: Genç bir yıldızın etrafında dönen gazlar ve toz, gezegenin üzerinde yavaş yavaş birikiyor. Milyonlarca yıl süren yerçekimi onu yuvarlak bir gövdeye dönüştürüyor.

Ancak Dr. Hall ve meslektaşlarının yaptığı keşif, Bu ay Nature’da yayınlandıbu da resmin daha karmaşık olabileceğini düşündürüyor.

Araştırmacılar, Dünya’dan 508 ışıkyılı uzaklıktaki bir yıldız sisteminde, genç bir yıldızın etrafında dönen verimli malzemenin hızla bir gezegene dönüştüğü, gezegen oluşumuna yönelik alternatif bir “yukarıdan aşağıya” yaklaşımı destekleyen koşullar buldular. Kütleçekimsel istikrarsızlık olarak bilinen bu mekanizma, nispeten küçük yıldızların etrafında geniş yörüngeler takip ettiği bilinen devasa, gizemli dünyaların varlığını açıklayabilir.

Dr. Hall bir e-postada “Bunun daha önce gerçekleştiğine dair kesin bir kanıt yoktu” diye yazdı. “Bulduk!”

Genç bir yıldızın yörüngesindeki kozmik madde, gezegenlerin oluşmasına yardımcı olabilecek potansiyelle doludur. Bu malzeme proto-gezegen diski olarak bilinir ve bu disk genellikle ev sahibi yıldızın yerçekimi nedeniyle döner. Ancak bu disk yeterince büyürse, kendi yerçekiminden etkilenebilir ve bu da yeni oluşan yıldız sisteminin kararsız hale gelmesine neden olabilir. Kasırgalarda dönen bulutların şekline benzer şekilde diskte daha yüksek yoğunluklu alanlar sarmal kollar şeklinde görünür.

Astrofizikçi Rubing Dong’un gözetiminde çalışmayı yöneten Kanada’daki Victoria Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi olan Jess Speedie, “Yıldız fırtınanın gözü gibi olacak” dedi.

Bayan Speedy’e göre, eğer bu kollar yeterli miktarda maddeyi çekmeyi başarabilirse, yığınlara ayrılarak dev gaz gezegenlerine dönüşebilirler. Bu, çekirdek birikimi olarak bilinen “aşağıdan yukarıya” yaklaşım için öngörülen milyonlarca yıl yerine, yalnızca birkaç yüz yıl içinde gerçekleşebilir.

Bayan Speedie, “Bu iki teori astronomide bir süredir mücadele halindeydi. İlk defa, kütleçekimsel istikrarsızlık yolunun mümkün olduğuna dair kesin kanıtlar bulduk” dedi.

Yerçekimsel olarak kararsız diskler, ev sahibi yıldızlarından çekirdek birikimiyle açıklanamayacak kadar uzakta bulunan devasa gezegenlerin rahimleri olabilir. 2022 yılında gökbilimciler bu gezegenlerin genişleme veya daralma kapasitesine sahip olup olmadığını belirleyebilecekler. Bildirildi Yalnızca dört milyon yaşında bir yıldız olan AB Aurigae yıldızının etrafında dönen, Jüpiter’in dokuz katı kütleye sahip bir protogezegenin keşfi. Gezegen, yıldızdan 8,6 milyar mil uzakta oluşuyordu; bu, Güneşimiz ile Plüton arasındaki mesafenin iki katından fazlaydı.

Benzer gezegenler başka yerlerde de bulundu. Hall, “Bunların oluşumunu ‘aşağıdan yukarıya’ bir süreçle açıklamak neredeyse imkansız” diyor ve ekliyor: “Temel birikim modeliyle bu nesneleri oluşturmaya yetecek kadar katı malzeme bulunmamalı.”

1980’lerde gökbilimciler, yerçekimsel istikrarsızlığın bu alışılmadık gezegenlere yol açabileceği fikrini öne sürdüler. Ancak bunu kanıtlayacak bir yol bulamadılar. 2020 yılında yayınlanan bir simülasyonda, Dr. Hall ve meslektaşları gösterdi Yerçekimi açısından kararsız disk boyunca maddenin hızı farklı bir düzende değişir.

Yıllar sonra ekibi, Şili’deki bir radyo teleskopu olan Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini AB Aurigae yıldızına yöneltti ve simülasyonun öngördüğü kesin imzayı buldu.

Çalışmada yer almayan Michigan Üniversitesi’nden gökbilimci Lee Hartman, yeni çalışmanın “oldukça makul” olduğunu söyleyerek şunları ekledi: “Ancak bu çalışmayı tamamen ikna edici kılmak için hala açıklığa kavuşturulması gereken bazı ayrıntılar olduğunu düşünüyorum. “

Dr. Hartmann, sonuçlar sağlam olsa bile, bunların yalnızca yerçekimsel istikrarsızlığın gezegen oluşumuna yol açtığını değil, meydana gelen bir şey olduğunu kanıtladığını ekledi. Bunun nedeni, mekanizmanın çekirdeğin birikmesine yardımcı olması olabilir.

Dr. Hall, bu senaryonun ya biri ya da diğeri olma ihtimalinin düşük olduğuna inanıyor.

Kendisi, “Gezegenlerin oluştuğu tüm ortamların, yerçekimsel olarak kararsız bir aşamadan geçmesini bekliyoruz” dedi ve burada gezegenlerin, yerçekimsel çöküş ve çekirdek birikimi yoluyla oluşabileceğini söyledi.

Gelecekte, çalışmayı yürüten gökbilimciler diğer genç yıldız sistemlerinde de kütleçekimsel istikrarsızlık işaretleri aramayı planlıyor. Sonunda, tamamen oluşmuş dünyalarda da bu mekanizmanın işaretlerini aramayı umuyorlar.

Bayan Speedie, gezegenlerin çeşitliliği, bunların farklı şekillerde oluşabileceği ve bunun güneş sistemimiz hakkında neler ortaya çıkarabileceği hakkında daha fazla bilgi edinmek için sabırsızlanıyor.

“Evrenin muhtemelen insan aklından daha yaratıcı olduğunu düşünüyorum” dedi. “Orada yatan olasılıklarla ilgileniyoruz.”