İlk Kez Yeni Gezegenlerin Oluşumuna Yol Açan Sarmal Hareket Görüntülendi
Hakemli bir çalışma, genç bir yıldızın diskindeki sarmal desenlerin aslında zaman içinde hareket ettiğini gösteriyor. Dizi, anlık görüntüleri sarmal hareketlerini ortaya koyan kısa bir görüntüye dönüştürdü.
IM Lup adı verilen yıldız, Lupus takımyıldızında yer alıyor. Gökbilimciler, yedi yıl boyunca toplanan verileri kullanarak çevresindeki diskteki değişiklikleri izlediler. Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Gaia teleskobundan alınan ölçümler, yıldızın Dünya’dan yaklaşık 515 ışık yılı veya 158 parsek uzaklıkta olduğunu gösteriyor.
Analize, İleri Araştırmalar Lisansüstü Üniversitesi SOKENDAI’den başyazar Tomohiro C. Yoshida liderlik etti. Grup, spiral sırtlardaki değişiklikleri izlemek için görüntüleri tutarlı yöntemlerle karşılaştırdı.
Spirallerin önemi nedir?
Gezegen öncesi disklerdeki spiraller sadece güzel görünmekle kalmaz. Gaz ve tozun nasıl hareket edip biriktiğini de izlerler ve bu da gezegenlerin büyümesini hızlandırabilir.
Birkaç motor spiral çizebilir. Gömülü bir gezegen diski çekebilir, geçen bir yıldız onu hareket ettirebilir veya eğik bir iç disk girdap gibi görünen gölgeler oluşturabilir.
Ekip sadece şekle değil, harekete de odaklandı. Desenin katı bir çubuk gibi mi döndüğünü, yoksa disk malzemesinin yerel yörüngesiyle aynı hızda mı kaydığını sordular.
Stop motion’un gösterdiği şey
Animasyon, yıllar arayla çekilmiş görüntüleri birbirine bağlıyor. Sarmal tepeler her seferinde yeni açılara doğru kayıyor ve bu kaymanın hızı yarıçapa göre değişiyor.
Sürüklenme, diskte beklenen yörünge hızıyla örtüşüyordu. Bu Kepler dönüşüdür, yani desen katı bir tekerlek değildir ve tek bir gezegenin zorladığı basit bir iz gibi davranmaz.
Kepler dönüşü ve bize anlattıkları
Kepler dönüşü, bir diskin yakın kısımlarının daha hızlı, uzak kısımlarının ise daha yavaş gittiği anlamına gelir. Bu kural, yörünge mekaniğinin temelini oluşturur. Bir spiral bu yerel yörünge hızıyla aynı hızda hareket ederse, teori, diskin kendi kütleçekimini sürücü olarak gösterir. Başka bir deyişle, bu örüntü, diskin kendi kütleçekimini önemli kılacak kadar ağırlaştığında ortaya çıkar.
Bu duruma kütleçekimsel kararsızlık denir. Bu kararsızlık spiral kolları harekete geçirebilir, türbülansı tetikleyebilir ve bazen bir diski parçalayabilir. IM Lup sonucu bu tahminlerle örtüşüyor. Hızdaki uyum ise kilit ipucu.
ALMA bunu nasıl mümkün kıldı?
Çalışmanın merkezinde , Şili’nin kuzeyindeki kuru bir platoda yaklaşık 16.400 fit (5.000 metre) yükseklikte bulunan 66 antenden oluşan bir ağ olan ALMA yer alıyor . Bu anten dizisi tek bir teleskop gibi çalışıyor ve soğuk gaz ve tozu izleyen milimetre ve milimetre altı dalga boylarına ayarlı.
Bu dalga boyları, gezegenlerin yapı taşlarının izlerini taşır. Keskin ve istikrarlı görüntüleme, bilim insanlarının yıllar sonra aynı diski, belirsiz yapıları kaybetmeden tekrar ziyaret etmelerini sağlar.
ALMA’nın zaman kapsamı, durağan görüntüleri bir zaman serisine dönüştürüyor. Böylece bir dizi görüntü, gezegen oluşum ortamının kısa ve sessiz bir filmine dönüşüyor.
Diğer nedenlerin dışlanması
Bir gezegen spiraller fırlatabilir, ancak bu desenler genellikle gezegenle birlikte bir deniz feneri ışını gibi döner. Bu, her yarıçapta yerel bir yörünge eşleşmesi değil, neredeyse sabit bir desen hızı yaratır.
Uçuşlar ve gölgelerin de farklı parmak izleri vardır. Bunlar, tüm desenin iç diskten dış diske doğru değişen yörünge hızına ayak uydurmasını sağlamaz. IM Lup’un sarmalları bu modellerin hiçbiri gibi davranmadı. Yerçekimi dengesizliği senaryosunun öngördüğü gibi, yerel hızı takip ettiler.
Bu, yeni gezegenler için neden önemli?
Bir disk kararsızlığa yakın olduğunda, küçük kümeler ve basınç tümsekleri oluşabilir. Bu özellikler çakıl taşlarını hapsedebilir ve bu da gezegenlerin çekirdeklerini yavaş ve nazik bir yapışmanın izin verdiğinden daha hızlı oluşturabilir.
Geniş yörüngeler, çekirdek birikimi için özellikle zorludur. Yerel malzeme seyrektir ve gaz kaybolmadan önce zaman hızla akar. Yeni sonuç, daha dinamik bir yolu destekleyen veriler sağlıyor. Yerçekiminin yapıyı gezegen oluşum ölçeklerinde şekillendirdiği bir diski gösteriyor .
Son anketlerden bağlam
Yüksek çözünürlüklü ALMA araştırmaları, birçok diskteki halkaları, boşlukları ve spiralleri haritalandırdı ve bu desenlerin genellikle değişen basınç alanlarını, tozu hapseden bölgeleri ve gizli gezegenlerin oluşabileceği yerleri nasıl izlediğini ortaya koydu.
IM Lup bu çalışmada bir mihenk taşı olmuştur. Büyük, geniş ve kimyasal açıdan zengindir, bu nedenle yapının gezegen oluşumuyla nasıl bağlantılı olduğuna dair fikirleri test etmek için temiz bir örnek teşkil eder.
Sırada ne var?
Disklerin zaman alanı çalışmaları henüz yenidir. Daha fazla arşiv verisi ve yeni döngüler biriktikçe, ekipler spiraller için dönüş eğrilerini sıkılaştırabilir ve bunları modellerle karşılaştırabilir.
Daha uzun baz çizgileri, mükemmel Kepler hızından küçük sapmaları da ortaya çıkaracaktır. Bu, diskin daha hassas bir şekilde tartılmasına ve parçalanmaya ne kadar yakın olduğunun test edilmesine yardımcı olacaktır.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: İlk Kez Yeni Gezegenlerin Oluşumuna Yol Açan Sarmal Hareket Görüntülendi
Mütevazı Bir Maya Mars’ın Ölümcül Koşullarına Nasıl Dayandı?
İlk Kez Yeni Gezegenlerin Oluşumuna Yol Açan Sarmal Hareket Görüntülendi