İkili yıldız sistemlerinde gezegen oluşumunun sırrı çözüldü

Teknoİstanbul

New member
6 Haz 2021
367
0
1
Sarah Collins

Cambridge Üniversitesi ve Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü’nde bakılırsavli araştırmacılar, NASA’nın Kepler Uzay Teleskobu tarafınca tespit edilen ‘Tatooine’* gezegenleri üzere ikili yıldız sistemlerinde bulunan öte gezegenlerin, kaotik doğum ortamlarında yok edilmeden nasıl oluştuklarını gözler önüne serdi. Daha küçük boyutlardaki eşlikçi yıldızın, yaklaşık her 100 yılda bir kere daha büyük olan ana yıldızın etrafında döndüğü bir çeşit ikili sistem üzerinde çalıştılar; en yakın komşumuz olan Alpha Centauri de bu tıp bir sisteme örnektir.

Cambridge Üniversitesi Uygulamalı Matematik ve Teorik Fizik Bölümü’nden araştırma ortak muharriri Dr. Roman Rafikov, “Bunun üzere bir sistem, yörüngesinde Uranüs’ün de bulunduğu ikinci bir Güneş’e muadil olurdu ve bu da kendi Güneş sistemimizi epey farklı gösterirdi” diyor.

GEZEGENLERİN BELLİ ŞARTLARA SAHİP OLMASI GEREKİYOR

Rafikov ve araştırmanın Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü’nden ortak muharriri Dr. Kedron Silsbee, bu sistemlerde gezegenlerin oluşabilmesi için, gezegenimsilerin -genç bir yıldızın yörüngesinde dönen gezegen yapı taşlarının- en az 10 kilometre çapında oluşmaya başlaması gerektiğini ve gezegenlerin yörüngesinde oluştuğu yıldızı çevreleyen toz, buz ve gaz diskinin gorece dairesel olması gerektiğini keşfetti. ‘Astronomy and Astrophysics’ mecmuasında yayınlanan araştırma, ikili yıldız sistemlerindeki gezegen oluşumunun incelenmesini yeni bir gerçekçilik düzebir daha taşıyor ve fazlaca sayıda tespit edilen bu tıp gezegenlerin nasıl oluşabileceğine bir açıklama getiriyor.

Gezegen oluşumunun, temel olarak genç bir yıldızın etrafında dönmekte olan hidrojen ve helyum ile küçük buz ve toz parçacıklarından oluşan bir gezegen oluşum diskinde başladığına inanılıyor. ‘Çekirdek birikimi’ ismiyle bilinen ve gezegenlerin nasıl oluştuğuna ait en önde gelen teoriye göre, toz parçacıkları birbirine yapışarak en sonunda git gide daha da büyüyen katı cisimler oluşturuyor. Bu süreç erken bir evrede durursa, sonuç kayalık ve Dünya gibisi bir gezegen olabilir. Gezegen Dünya’dan daha fazla büyürse, sahip olduğu kütle çekimi diskten büyük ölçüde gaz yakalaması için kâfi olur ve bu da Jüpiter gibisi bir gaz devinin oluşumuyla sonuçlanır.

İKİLİ SİSTEMLERDE DURUM DAHA KARMAŞIK

Rafikov, “Bu teori, yalnız bir yıldızın etrafında oluşan gezegen sistemleri kelam konusu olduğunda mantıklı olabilir lakin ikili yıldız sistemlerindeki gezegen oluşumu bundan daha karmaşıktır; zira eşlikçi yıldız, gezegen oluşum diskini dinamik biçimde harekete geçiren dev bir yumurta çırpıcı üzere davranır” diyor. Silsbee, “Tek yıldız barındıran yıldız sistemlerinde, diskte bulunan parçacıklar düşük süratlerde hareket eder, bu biçimdece çarpıştıkları vakit çarçabuk birbirlerine yapışarak büyümelerine imkan sunarlar” sözlerini kullanıyor: “Fakat eşlikçi bir yıldızın ikili yıldız sistemindeki kütle çekimsel ‘çırpıcı’ tesiri sebebiyle, katı parçacıklar birbirleriyle fazlaca daha yüksek bir hızla çarpışır. Sonuçta, çarpıştıkları vakit birbirlerini yok ederler.”

Şimdiye kadar ikili yıldız sistemlerinde bulunan bir epey öte gezegen tespit edildi; hâl bu biçimdeyken, asıl soru oraya nasıl ulaştıklarıydı. Kimi gökbilimciler, bu gezegenlerin muhtemelen yıldızlararası uzayda yüzmüş ve ikili yıldız sisteminin kütle çekimi tarafınca çekilmiş olabileceğini öne sürdüler. Rafikov ve Silsbee bu gizemi çözmeye yardımcı olmak hedefiyle bir kadro simülasyonlar gerçekleştirdi. Gerçekçi fizikî girdiler kullanarak ve gaz diskinin ortasında bulunan gezegenlerin hareketleri üstündeki kütle çekim tesiri üzere sıklıkla göz gerisi edilen süreçleri de hesaba katarak, bir ikili yıldız sistemindeki gezegensel büyümenin detaylı bir matematiksel modelini geliştirdiler.

Silsbee, “Diskin, bir çeşit rüzgâr üzere davranarak gazı sürüklemek yoluyla gezegenimsileri direkt etkilediği biliniyor” diyor: “Birkaç yıl evvel, diskin, gazı sürüklemesinin yanı sıra yarattığı kütle çekiminin gezegenimsilerin dinamiklerini büyük ölçüde değiştirdiğini, kimi durumlardaysa gezegenlerin eşlikçi yıldız niçiniyle maruz kaldığı kütle çekimsel düzensizliklere karşın bile oluşmasına imkan sunduğunu fark ettik.”

ALFA CENTAURİ BİR ÖRNEK OLABİLİR

Rafikov, işte şu tabirleri kullanıyor: “Oluşturduğumuz model, gezegen oluşum teorilerini sınamak maksadıyla bu araştırmanın yanı sıra daha eski çalışmaları da bir ortaya getiriyor.”

Kullandıkları model, Alpha Centauri üzere ikili yıldız sistemlerinde gezegenlerin hayatına en az 10 kilometre çapında başlaması ve gezegen oluşum diskinin kendisinin büyük düzensizlikler barındırmayan dairesel bir yapıda olması şartıyla, oluşabileceklerini açığa çıkardı. Bu şartlar yerine getirildiğinde, diskin belli kısımlarında bulunan gezegenler birbirlerini yok etmek yerine birbirine yapışacak kadar yavaş hareket ediyorlar.

Bulgular, gezegen oluşum sürecinin ayrılmaz bir modülü olan ve ‘akış kararsızlığı’ diye isimlendirilen muhakkak bir gezegen oluşum sistemini destekliyor. Bu kararsızlık, biroldukça çarpışmadan kurtulabilecek birkaç büyük gezegenimsi yaratmak için çakıl taşından kayaya dek toz tanelerini bir ortaya getirebilen, gaz oluşumundaki biroldukça katı parçacığı içine alan ortaklaşa bir tesir.

Araştırmanın sonuçları, hem ikili tıpkı vakitte tek yıldız sistemlerini mevzu alan oluşum teorileri ve ikili sistemlerdeki gezegen oluşum disklerinin hidrodinamik simülasyonları açısından değerli bilgiler içeriyor. Gelecekte, bu model, hem de NASA’nın Kepler Uzay Teleskobu tarafınca tespit edilen yaklaşık bir düzine ‘Tatooine’ gezegeninin (bir ikili yıldız sisteminin her iki bileşeninin de yörüngesinde dönen öte gezegenlerin) kökenlerini açıklamak için de kullanılabilir.

*Tatooine: Yıldız Savaşları (Star Wars) serisinde husus edilen ve ikili yıldız sisteminde bulunan bir gezegendir.


Yazının özgünü Phys.org sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)