Gezegenlerin Nasıl Oluştuğu Bilim İnsanlarının İnceleme Konusu
Yeni araştırma, gezegen oluşturan disklerdeki boşlukların varlığının daha yüksek kütleli yıldızlarda ve büyük, gazlı uzakgezegenlerin gelişiminde daha yaygın olduğunu ortaya koyuyor.
Bilim adamları, Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi (ALMA) ile gözlemlenen 500’den fazla genç yıldıza ilişkin verileri kullanarak, aralarında doğrudan bir bağlantı olduğunu ortaya çıkardılar. gezegen öncesi disk yapılar (yıldızları çevreleyen gezegen oluşturan diskler) ve gezegen demografisi. Araştırma, daha yüksek kütleli yıldızların, içlerinde “boşluklar” bulunan disklerle çevrili olma olasılığının daha yüksek olduğunu ve bu boşlukların, gözlemlenen dev yıldızların yüksek oluşumuyla doğrudan ilişkili olduğunu kanıtlıyor ötegezegenler bu tür yıldızların etrafında. Bu sonuçlar, bilim adamlarına zaman içinde bir pencere sağlayarak, oluşumlarının her aşamasında dış gezegen sistemlerinin nasıl göründüğünü tahmin etmelerini sağlar.
Victoria Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nden Nienke van der Marel, “Ön- gezegen disklerindeki boşluklar ile büyük, gaz halindeki ötegezegenlerin varlığına bağlanabilen yıldız kütlesi arasında güçlü bir ilişki bulduk ” dedi. British Columbia’da ve araştırmanın birincil yazarı. “Daha yüksek kütleli yıldızların, daha yüksek kütleli yıldızların daha sık gaz devi ötegezegenlere ev sahipliği yaptığı ötegezegenlerde zaten bilinen korelasyonlarla tutarlı olarak, düşük kütleli yıldızlardan daha fazla boşluklu disklere sahiptir. Bu korelasyonlar bize doğrudan gezegen oluşturan disklerdeki boşlukların büyük olasılıkla Neptün kütlesi ve üzerindeki dev gezegenlerden kaynaklandığını söylüyor.”
Protoplanetary disklerindeki boşluklar, uzun zamandır gezegen oluşumunun genel kanıtı olarak kabul edildi. Ancak ötegezegenler ve yıldızları arasında gözlemlenen yörünge mesafesi nedeniyle bazı şüpheler var. “Bilim adamlarının daha önce boşluklar ve gezegenler arasındaki bağlantıya şüpheyle bakmalarının başlıca nedenlerinden biri, onlarca astronomik birimlik geniş yörüngelerdeki ötegezegenlerin nadir olmasıdır. Bununla birlikte, bir ila on astronomik birim arasındaki daha küçük yörüngelerde bulunan ötegezegenler çok daha yaygın” dedi ve araştırmanın ortak yazarı Gijs Mulders, Santiago, Şili’deki Universidad Adolfo Ibáñez’de astronomi yardımcı doçenti . “Boşlukları temizleyen gezegenlerin daha sonra içe doğru göç edeceğine inanıyoruz.”
Yeni çalışma, bu bölgelerdeki boşluklu disklerin sayısının bir yıldız sistemindeki dev ötegezegenlerin sayısıyla eşleştiğini gösteren ilk çalışmadır. Mulders, “Önceki çalışmalar, tespit edilen dev ötegezegenlerden çok daha fazla boşluklu disk olduğunu gösterdi” dedi. “Çalışmamız, farklı yıldız kütlelerinde aralıklı disklerin gözlemlenen frekansını açıklamaya yetecek kadar ötegezegen olduğunu gösteriyor.”
Korelasyon, bilim adamlarının Süper Dünyalar olarak da bilinen devasa kayalık ötegezegenleri bulma olasılığının daha yüksek olduğu düşük kütleli yıldızlara sahip yıldız sistemleri için de geçerlidir. Eylül 2021’den itibaren Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nde yardımcı doçent olacak olan Van der Marel, “Düşük kütleli yıldızların daha kayalık Süper Dünyaları var – bir Dünya kütlesi ile bir Neptün kütlesi arasında. Daha kompakt olan boşluksuz diskler, Süper Dünyaların oluşumuna yol açar.”
Yıldız kütlesi ve gezegen demografisi arasındaki bu bağlantı, bilim adamlarının Samanyolu boyunca kayalık gezegenleri araştırmak için hangi yıldızları hedef alacaklarını belirlemelerine yardımcı olabilir. “ Yıldız kütleli bağımlılıkları Bu yeni anlayış güneş mahallede Earth gibi küçük, kayalık gezegenlerin aramaya rehberlik yardımcı olacaktır ,” ayrıca NASA tarafından finanse edilen yabancı Earths ekibinin bir parçası olan Mulders söyledi. “Genç yıldızların etrafındaki gezegen oluşturan diskleri olgun yıldızların etrafındaki ötegezegenlere bağlamak için yıldız kütlesini kullanabiliriz. Bir ötegezegen tespit edildiğinde, gezegen oluşturan malzeme genellikle yok olur. Dolayısıyla yıldız kütlesi, bize bu ötegezegenler için gezegen oluşturan ortamın nasıl göründüğünü söyleyen bir ‘etiket’tir.”
Ve tüm bunların sonucu tozdur. Van der Marel, “Gezegen oluşumunun önemli bir unsuru toz evriminin etkisidir” dedi. “Dev gezegenler olmadan, toz her zaman içe doğru sürüklenecek ve yıldıza yakın daha küçük, kayalık gezegenlerin oluşumu için en uygun koşulları yaratacaktır.”
Mevcut araştırma, ALMA’nın yüksek çözünürlüklü Band 6 ve Band 7 antenlerini kullanan önceki çalışmalarda gözlemlenen 500’den fazla nesnenin verileri kullanılarak yürütülmüştür. Şu anda ALMA, toz disklerini çözmek ve alt yapısını veya eksikliğini ortaya çıkarmak için milimetrik tozun dağılımını yeterince yüksek açısal çözünürlükte görüntüleyebilen tek teleskoptur. “Geçtiğimiz beş yıl boyunca, ALMA yakındaki yıldız oluşum bölgelerine ilişkin yüzlerce disk tozu kütlesi, boyutu ve morfolojisi ölçümüyle sonuçlanan birçok anlık görüntü araştırması yaptı.”dedi van der Marel. “Gözlenen çok sayıda disk özelliği, keşfedilen binlerce ötegezegen ile ön-gezegen disklerinin istatistiksel bir karşılaştırmasını yapmamızı sağladı. Bu, ALMA teleskobu kullanılarak boşluklu disklerin ve kompakt disklerin yıldız kütle bağımlılığının başarılı bir şekilde gösterildiği ilk seferdir.”
Mulders, “Yeni bulgularımız, ALMA ile gözlemlenen disklerdeki güzel boşluk yapılarını, doğrudan NASA Kepler misyonu ve diğer ötegezegen araştırmaları tarafından tespit edilen binlerce ötegezegenin özellikleriyle ilişkilendiriyor” dedi. “Ötegezegenler ve onların oluşumu, Dünya’nın ve Güneş Sistemi’nin kökenlerini diğer yıldızların etrafında neler olduğunu gördüğümüz bağlamına yerleştirmemize yardımcı oluyor.”
Kaynak
N. van der Marel ve G. Mulders, ApJ, DOI: 10.3847/1538-3881/ac0255, önizleme [ https://arxiv.org/pdf /2104.06838.pdf ]
