Uzak Yörüngedeki Gezegenlerin Sırrı Çözülüyor: Dokuzuncu Gezegen Kuramı Güçleniyor
Bilinen gezegenlerin ulaşamayacağı gezegen sistemlerinin soğuk, karanlık eteklerinde, gizemli gaz devleri ve gezegen kütleleri sessizce yıldızlarının yörüngesinde dönerler – bazen binlerce astronomik birim (AU) uzakta. Bilim insanları, kendi güneş sistemimizde teorize edilen zor Gezegen Dokuz da dahil olmak üzere, bu “geniş yörüngeli” gezegenlerin nasıl oluşmuş olabileceği konusunda yıllarca kafa yormuşlardır. Şimdi, bir gökbilimci ekibi nihayet cevabı bulmuş olabilir.
Nature Astronomy dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada Rice Üniversitesi ve Gezegen Bilimi Enstitüsü’nden araştırmacılar karmaşık simülasyonlar kullanarak geniş yörüngeli gezegenlerin anomali değil, gezegen sistemi gelişimindeki kaotik bir erken evrenin doğal yan ürünleri olduğunu gösterdiler. Bu aşama, yıldızlar henüz doğum kümelerinde sıkıca paketlenmişken ve gezegenler çalkantılı, kalabalık sistemlerde yer kapmak için itişip kakışırken meydana gelir.
Rice’ta Dünya, çevre ve gezegen bilimleri yardımcı doçenti ve çalışmanın baş yazarı André Izidoro, “Aslında kozmik bir atari salonunda langırt izliyoruz” dedi. “Dev gezegenler yerçekimsel etkileşimlerle birbirlerini dağıttıklarında, bazıları yıldızlarından çok uzaklara savrulur. Eğer zamanlama ve çevre koşulları doğruysa, bu gezegenler fırlatılmıyor, aksine son derece geniş yörüngelerde sıkışıp kalıyorlar.”
Çalışma için ekip, gerçekçi yıldız kümesi ortamlarına yerleştirilmiş farklı gezegen sistemlerini içeren binlerce simülasyon gerçekleştirdi. Güneş sistemimiz gibi gaz ve buz devlerinin karışımından oluşan sistemlerden, iki güneşli olanlar da dahil olmak üzere daha egzotik sistemlere kadar çeşitli koşulları modellediler. Keşfettikleri şey yinelenen bir modeldi: Gezegenler sıklıkla iç kararsızlıklar tarafından geniş, eksantrik yörüngelere itiliyor, daha sonra kümedeki yakın yıldızların yerçekimi etkisiyle dengeleniyordu.
Gezegen Bilimi Enstitüsü’nde kıdemli bilim insanı ve kıdemli eğitim ve iletişim uzmanı olan çalışmanın ortak yazarı Nathan Kaib, “Bu yerçekimsel tekmeler doğru zamanda gerçekleştiğinde, bir gezegenin yörüngesi iç gezegen sisteminden ayrılır” dedi. “Bu da geniş yörüngeli bir gezegen yaratıyor – küme dağıldıktan sonra esasen yerinde donmuş olan bir gezegen.”
Araştırmacılar geniş yörüngeli gezegenleri 100 ila 10.000 AU arasında yarı büyük eksenlere sahip olarak tanımlıyorlar; bu da onları çoğu geleneksel gezegen oluşturan disklerin erişiminin çok ötesine yerleştiren mesafeler.
Bulgular, güneşimizin etrafında 250 ila 1.000 AU mesafede döndüğüne inanılan varsayımsal bir gezegen olan Planet Nine’ın uzun süredir devam eden gizemini açıklamaya yardımcı olabilir. Hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmemiş olmasına rağmen, birkaç Neptün ötesi nesnenin garip yörüngeleri onun varlığına işaret etmektedir.
Izidoro, “Simülasyonlarımız, erken güneş sistemi iki özel istikrarsızlık evresi geçirdiyse – Uranüs ve Neptün’ün büyümesi ve daha sonra gaz devleri arasında dağılma – Dokuzuncu Gezegen benzeri bir nesnenin bu süre zarfında sıkışmış olma ihtimalinin %40’a kadar olduğunu gösteriyor” dedi.
İlginç bir şekilde çalışma, geniş yörüngeli gezegenleri, sistemlerinden tamamen fırlatılan serbest yüzen ya da “haydut” gezegenlerin artan nüfusuyla da ilişkilendiriyor.
Kaib, “Her dağınık gezegen tuzağa düşecek kadar şanslı değil” dedi. “Çoğu sonunda yıldızlararası uzaya savruluyor. Ancak kapana kısılma oranları bize geniş yörüngelerde gördüğümüz gezegenler ile galakside tek başına dolaşırken bulduklarımız arasında bir bağlantı sağlıyor.”
Bu “yakalama verimliliği” kavramı -dağılmış bir gezegenin yıldızına bağlı kalma olasılığı- çalışmanın merkezinde yer alıyor. Araştırmacılar, güneş sistemi benzeri sistemlerin %5-%10’luk yakalama olasılıklarıyla özellikle verimli olduğunu buldular. Sadece buz devlerinden ya da dairesel gezegenlerden oluşan sistemler gibi diğer sistemler çok daha düşük verimliliğe sahipti.
Izidoro, “Her bin yıldız için kabaca bir geniş yörüngeli gezegen bekliyoruz” dedi. “Bu küçük görünebilir, ancak galaksideki milyarlarca yıldızda bu sayı daha da artıyor.”
Dahası, çalışma dış gezegen avcıları için umut verici yeni hedefler belirliyor. Geniş yörüngeli gezegenlerin, halihazırda gaz devlerine ev sahipliği yapan yüksek metalikliğe sahip yıldızların etrafında bulunma olasılığının yüksek olduğunu ve bu sistemleri derin görüntüleme kampanyaları için birincil adaylar haline getirdiğini öne sürüyor.
Araştırmacılar ayrıca, eğer Dokuzuncu Gezegen varsa, Vera C. Rubin Gözlemevi’nin tam olarak faaliyete geçmesinden kısa bir süre sonra keşfedilebileceğini belirttiler. Gözlemevinin gökyüzünü derinlemesine ve ayrıntılı bir şekilde inceleme konusundaki benzersiz becerisiyle, uzak güneş sistemi nesneleri arayışını önemli ölçüde ilerletmesi ve Dokuzuncu Gezegen’i tespit etme ya da varlığını reddetmek için gereken kanıtı sağlama olasılığını artırması bekleniyor.
Izidoro, “Nereye bakacağımızı ve neyi arayacağımızı daha iyi anladıkça, sadece Dokuzuncu Gezegen’i bulma ihtimalimizi arttırmakla kalmıyor, galaksideki gezegen sistemlerinin mimarisine ve evrimine yeni bir pencere açıyoruz” dedi.
Kaynak: https://phys.org
Yeni Simülasyonlara Göre Dokuzuncu Gezegen Aslında Bir Gezegen Olmayabilir