13 Temmuz 2016

Yıldız Patlaması Su Buz Çizgisini Ortaya Çıkardı

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) bir öncül-gezegen diski içerisindeki su buz çizgisine ait ilk gözlemi gerçekleştirdi. Bu çizgi çevredeki diskte sıcaklığın belirgin bir şekilde düşerek buz oluşturmaya başladığı yere işaret ediyor. Genç yıldız V883’ün parlaklığındaki belirgin artış diskin iç kısımlarını ısıtarak, su buz çizgisini bir öncül-yıldız için öngörülen bölgenin oldukça ötesine iterek ilk kez gözlenmesini mümkün hale getirdi. Sonuçlar 14 Temmuz 2016 tarihinde Nature dergisinde yayımlanacak.

yildiz olusum diski

Genç yıldızlar genellikle içerisinde gezegenlerin doğduğu, öncül-gezegen diskleri adı verilen yoğun, kendi etrafında dönen toz ve gaz diskleri ile çevrilidirler (A. Angelich (NRAO/AUI/NSF)/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)).

Genç yıldızlar genellikle içerisinde gezegenlerin doğduğu, öncül-gezegen diskleri adı verilen yoğun, kendi etrafında dönen toz ve gaz diskleri ile çevrilidirler. Normal bir güneş-tipi genç yıldızdan kaynaklanan ısı sayesinde bir öncül-gezegen diski içerisindeki su, yıldızdan yaklaşık 3 ab uzaklığına kadar gaz haldedir [1] — Yeryüzü ile Güneş arasındaki ortalama uzaklığın yaklaşık 3 katı kadar — ya da ortalama 450 milyon kilometre [2]. Daha da ötede, oldukça düşük basınç nedeniyle su molekülleri doğrudan gaz durumundan katı hale geçerek toz tanecikleri ve diğer parçacıklar üzerinde buz katmanları meydana getirirler. Öncül-gezegen disklerinde gaz ve katı hal arasındaki su geçişlerinin gerçekleştiği bu bölgelere su buz çizgisi adı verilir [3].

ALMA ile üretilmiş V883 genç yıldızının görüntüsü. yıldızı saran diskin büyüklüğü Neptün ve Pluto’nun Güneş olan uzaklığı ile kıyaslanmıştır. Buz çizgisi beyaz ile gösterilmiştir (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Cieza).

Ancak V883 Orionis’in durumu biraz farklı. Parlaklığındaki belirgin artış su buz çizgisini yaklaşık 40 ab (yaklaşık olarak 6 milyar kilometre ya da kabaca Güneş Sistemi’mizdeki cüce gezegen Pluto’nun yörünge uzaklığı) civarına kadar öteledi. Bu olağanüstü artış, ve ALMA’nın uzun ana hattının [4] çözünürlüğü sayesinde Lucas Cieza liderliğindeki ekip (Milenyum ALMA Disk Çekirdeği ve Diego Portales Üniversitesi, Santiyago, Şili) bir öncül-gezegen diski içerisindeki su buz çizgisine ait ilk gözlemleri gerçekleştirebildi.

V883 Orionis’in karşılaştığı ani parlaklık artışı genç bir yıldızı çevreleyen diskten çok miktarda maddenin yıldız yüzeyine düştüğünde gerçekleşeyen şeye bir örnektir. V883 Orionis Güneş’ten sadece % 30 oranında daha ağırdır, ancak karşılaştığı patlama sayesinde parlaklığı 400 kata kadar artmış — ve çok daha sıcak hale gelmiştir [5].

Araştırmayı yürüten Lucas Cieza şu açıklamaları yapıyor: “ALMA gözlemleri bizim için sürpriz oldu. Gözlemlerimizde gezegen oluşumuna yol açan disk parçalanmaları arıyorduk. Buna dair iz bulamadık; ancak 40 ab uzaklıkta bir diskle karşılaştık. Bu ALMA’nın dönüşümsel gücünü gösterirken, bizim aradığımız şey olmasa da heyecan verici sonuçlar elde etmemizi sağladı.

V883’deki patlamanın buz moleküllerini ne kadar uzağa fırlattığını gösteren görsel (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Cieza).

Uzayda dolanan buz tuhaf fikri gezegen oluşumu için temel bir gereksinimdir. Su buzunun varlığı toz taneciklerinin koyulaşmasını düzenlemektedir — gezegen oluşumundaki ilk adım. Suyun buharlaştığı buz çizgisi içerisinde, daha küçük, bizimki gibi kayalık gezegenlerin oluştuğu düşünülüyor. Su buz çizgisinin ötesinde, su buzunun varlığı sonunda Jüpiter gibi büyük kütleli gaz gezegenlerin oluşmasına yol açan kozmik kar taneciklerinin hızla oluşmalarını sağlamaktadır.

Bu patlamaların keşfi su buz çizgisini tipik yarıçapının yaklaşık 10 kat ötesine taşırken, daha iyi gezegen oluşum modellerinin geliştirilmesine yol açacaktır. Bu tür patlamaların çoğu gezegen sisteminin evriminde bir aşama olduğuna inanılıyor, bu nedenle bu gözlemler yaygın bir oluşumun ilk gözlemleri olabilir. Bu durumda, ALMA ile gerçekleştirilen bu gözlemler Evren’de gezegenlerin nasıl oluştuklarını ve evrimleştiklerini daha iyi anlamaya önemli ölçüde katkı sağlayacaktır.

Videolar

(İzlemek için ilgili görsele tıklayınız.)

ALMA image of the protoplanetary disc around V883 Orionis Zooming on the protoplanetary disc around V883 Orionis The protoplanetary disc around V883 Orionis (artist's impression)>

Notlar

[1] 1 ab, ya da bir astronomi birimi, Yeryüzü ve Güneş arasındaki ortalama uzaklık olup, yaklaşık 149.6 milyon kilometredir. Bu uzaklık birimi genel olarak Güneş Sistemi ve diğer yıldızların etrafındaki gezegen sistemlerindeki uzaklık ölçümlerini açıklamada kullanılmaktadır.

[2] Bu çizgi Güneş Sistemi’nin oluşumu esnasında Mars ve Jüpiter gezegenleri arasındaki bir yörüngedeydi, bu nedenle kayalık gezegenler Merkür, Venüs, Dünya ve Mars çizgi içinde oluşurken, gaz gezegenler Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün dış kısımda meydana gelmişlerdir.

[3] Karbon monoksit ve metan gibi diğer moleküllere ait buz çizgileri daha önceden ALMA ile öncül-yıldızdan 30 ab’den daha da uzaktaki diğer öncül-gezegen diskleri içerisinde  gözlenmiştir. Su görece yüksek sıcaklıklarda donmaktadır ve bu da su buz çizgisinin doğrudan gözlenebilmesi için genellikle yıldıza çok daha yakın olduğu anlamına gelmektedir.

[4] Çözünürlük nesnelerin ayrı ayrı görülebilmesinin bir ölçüsüdür. İnsan gözü için, birkaç parlak ışık kaynağı uzaktan tek bir parlak nokta gibi görülebilir, ve ancak daha yakın bölgelerdeki ışık kaynakları tekil olarak ayırt edilebilir. Aynı ilke teleskoplara da uygulandığında bu yeni gözlemlerin ALMA’nın uzun ölçekteki modunda ne kadar hassas çözünürlük derecesine ulaştığını göstermektedir. ALMA’nın V883 Orionis uzaklığındaki çözünürlüğü yaklaşk 12 ab’dir — bu sistemde 40 ab’de yer alan su buz çizgisini çözmek için yeterli bir değer olup, tipik bir genç yıldız için bu değerler geçerli değildir.

[5] V883 Orionis gibi yıldızlar orjinal yıldız bu davranışa sahip olduktan sonra FU Orionis yıldızları olarak sınıflandırılmaktadır. Parlamalar yüzlerce yıl sürebilmektedir.

ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*