Gaz Gezegenleri Düz Doğar Ancak Giderek Yuvarlaklaşır

Gaz Gezegenleri Düz Doğar Ancak Giderek Yuvarlaklaşır

Gaz Gezegenleri Düz Doğar Ancak Giderek Yuvarlaklaşır

Yeni bir gezegen yaşamına gaz ve tozdan oluşan, dönen bir protoplanetaryum (öngezegen) diskinde başlar. Astrofizikçiler bilgisayar modellemelerini kullanarak bu disklerdeki yeni doğan gaz gezegenlerin neredeyse düz olabileceğini gösterdiler. Ancak Dünya çok gençken bile hiçbir zaman düz olmamıştır.

Hayır, Dünya düz değildir ve hatta bir zamanlar küresel olarak oluşmuştur, çünkü gaz gezegenleri değil, kayalık gezegenler türüne aittir. Ancak bilimin düz gezegenler de bulduğu ortaya çıktı.

Yeni oluşmuş ve hala protostellar disklerinin içinde olan protogezegenleri (öngezegen)gözlemlemek son derece zordur. Şimdiye kadar bu türden sadece üç genç protoplanet gözlemlendi ve bunlardan ikisi aynı sistemde, PDS 70’te bulunuyor.

Güneş’e yeterince yakın genç sistemler bulmamız gerekiyor ki teleskoplarımız gezegenin loş ışığını algılayabilsin ve onu protogezegensel diskin ışığından ayırt edebilsin.

Tüm gezegen oluşum süreci sadece birkaç milyon yıl sürer ki bu da astrofiziksel ölçekte göz açıp kapama süresinden başka bir şey değildir. Bu da onları oluşum sürecinde yakalamak için şansa ihtiyacımız olduğu anlamına geliyor.

Araştırma ekibi, protogezegensel disklerdeki farklı termal koşullar altında gaz halindeki protogezegenlerin özelliklerini belirlemek için bilgisayar simülasyonları gerçekleştirdi.

Simülasyonlar, bir protogezegenin disk içindeki evrimini, yoğunlaşmaya başladığı en erken aşamadan itibaren izlemek için yeterli çözünürlüğe sahip. Bu tür bir modelleme büyük hesaplama kaynakları gerektirir ve İngiltere Astrofizik Merkezi’ndeki DiRAC süper bilgisayarında gerçekleştirilmiştir.

Tipik olarak, bir disk içinde birkaç gezegen oluşur. Çalışma, protoplanetlerin küresel bir şekilden ziyade M&M şekerleri gibi düzleştirilmiş sferoidler olarak bilinen bir şekle sahip olduğunu buldu. Gezegenler ekvatordan ziyade kutuplardan gaz emerek büyüyorlar.

Teknik olarak, güneş sistemimizdeki gezegenler de yassılaşmış sferoidlerdir, ancak yassılaşmaları ihmal edilebilir düzeydedir. Satürn %10, Jüpiter %6, Dünya ise sadece %0,3 oranında yassılaşmıştır.

Karşılaştırıldığında, protoplanetlerin tipik yassılaşması %90’dır. Bu düzleşme protoplanetlerin gözlemlenen özelliklerini etkiler ve gözlemler yorumlanırken dikkate alınmalıdır.

Gezegenler nasıl doğar?

Поверхностная плотность эталонного диска (в г/см^2). Диск становится гравитационно неустойчивым и распадается на фрагменты. За четырьмя фрагментами или протопланетами следят до тех пор, пока они не достигнут плотности 10^-3 г/см^3.
Referans diskin yüzey yoğunluğu (g/cm^2 cinsinden). Disk yerçekimsel olarak kararsız hale gelir ve parçalara ayrılır. Dört parça veya protoplanet 10^-3 g/cm^3 yoğunluğa ulaşana kadar takip edilir.

Gezegen oluşumuna ilişkin en yaygın kabul gören teori “çekirdek yığılması” teorisidir. Bu modele göre, bir kum tanesinden daha küçük toz parçacıkları birbirleriyle çarpışır, bir araya toplanır ve giderek daha büyük cisimlere dönüşür. Temizlenmediği takdirde yatağın altındaki tozun başına gelen de tam olarak budur.

Toz çekirdeği yeterince büyük bir kütleye ulaştığında, diskten gaz çekerek gaz devi bir gezegen oluşturur. Bu birkaç milyon yıl sürer. Bu aşağıdan yukarıya model ya da çekirdek yığılması teorisidir.

Ancak bunun tam tersi olan yukarıdan aşağıya bir yaklaşım daha vardır ve buna disk kararsızlığı teorisi denir. Bu modelde, genç yıldızlara eşlik eden protostellar diskler çekimsel olarak kararsızdır. Bu nedenle, gezegen haline gelen parçalara ayrılırlar.

Çekirdek yığılması teorisi uzun zamandır var ve güneş sistemimizin oluşumunun birçok yönünü açıklayabiliyor. Ancak disk kararsızlığı, son yıllarda keşfettiğimiz bazı dış gezegen sistemlerini daha iyi açıklayabilir; örneğin bir gaz devi gezegenin ana yıldızından çok çok uzakta yörüngede döndüğü sistemler gibi.

Bu teoriye göre, gezegen oluşumu çok hızlı bir şekilde, birkaç bin yıl içinde gerçekleşir ve bu da gezegenlerin çok genç disklerin yakınında da var olduğunu gösteren gözlemlerle uyumludur.

Yeni çalışma, disk kararsızlığı modeline göre oluşan gaz devi gezegenlere odaklandı. Zaten düz bir yapı olan protostellar diskin sıkışmasıyla oluştukları ve çok hızlı döndükleri için düzleşmişlerdir.

Dünya düz müydü?

Формирование планет из протопланетного диска
Bir protogezegensel diskten gezegenlerin oluşumu

Bu protogezegenler güçlü bir şekilde yassılaşmış olsalar da, sonunda bildiğimiz gaz devlerine dönüşecek olan çekirdekleri daha az yassılaşmıştır: sadece yaklaşık %20 oranında. Bu Satürn’ün yassılaşmasının sadece iki katıdır. Zaman içinde daha küresel hale gelmeleri beklenmektedir.

Dünya ve Mars gibi kayalık gezegenler disk kararsızlığı nedeniyle oluşamazlar. Toz parçacıklarının çakıl taşları, kayalar, kilometre büyüklüğünde nesneler ve nihayetinde diğer gezegenlerle yavaşça birleşerek oluştukları düşünülmektedir.

Yeni doğduklarında bile önemli ölçüde düzleşemeyecek kadar yoğundurlar. Dünya’nın gençken bile önemli ölçüde düzleşmesi mümkün değildir.

Ötegezegenler hakkında daha fazlası

widget-interest

Artık ötegezegen keşif çağından ötegezegen tanımlama çağına geçiyoruz. Birçok yeni yer ve uzay tabanlı gözlemevi faaliyete geçmeye hazırlanıyor. Bu sayede daha fazla protoplanet henüz protoplaneter disk aşamasındayken tespit edilebilecek. Bilgisayar modellerine dayalı tahminler de giderek daha sofistike hale gelmektedir.

Bu teorik modeller ve gözlemlerin karşılaştırılması bizi güneş sistemimizin kökenini anlamaya daha da yaklaştırıyor.

Derleyen: Feyza ÇETİNKOL

Kaynak: Gaz Gezegenleri Düz Doğar Ancak Giderek Yuvarlaklaşır

Evrenin Açgözlü Canavarı: J0529-4351 Kara Deliği Her Gün Bir Güneşi Nasıl Yiyor

Bir yanıt yazın

Bu site, istenmeyenleri azaltmak için Akismet kullanıyor. Yorum verilerinizin nasıl işlendiği hakkında daha fazla bilgi edinin.

Çok Okunan Yazılar