Kahverengi Cücelerin Bile Gezegenleri Olabilir

ALMA yıldız olmayı başaramayan bir gökcisminin etrafındaki kozmik toz taneciklerini görüntüledi

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi’ni (ALMA) kullanan gökbilimciler ilk kez bir kahverengi cücenin etrafındaki toz diskinin içerisinde, yeni doğan yıldızların etrafındaki yoğun disklerde olduğu gibi milimetre-boyutlarında katı parçacıklar buldu. Şaşırtıcı bulgular Dünya-boyutlarındaki kayalık gezegenlerin nasıl oluştuklarına dair teorileri zorlamakla birlikte, bu tür gezegenlerin sanılandan daha yaygın olabileceği sonucunu da ortaya çıkarıyor.

Dünya gibi kayalık gezegenlerin bir yıldızın etrafındaki disk maddesi içerisinde bulunan ve başlangıçta mikroskopik boyutlara sahip olan parçacıkların rastgele çarpışarak birbirlerine bağlanmasıyla oluştuğu düşünülüyor. Kozmik toz olarak bilinen bu küçük parçacıklar çok ince kurum (is) ve kum taneciklerine benzemektedir. Bununla birlikte, gökbilimciler bir kahverengi cücenin — yıldız-benzeri bir nesne, ancak bir yıldız olacak kadar büyüyemeyen ve ışık yaymayan bir gökcismi — etrafındaki diskin seyrek olduğu için buradaki taneciklerin yeterince büyüyemeyeceğini ve çarpışmalardan sonra birbirlerine bağlanamayacakları kadar hızlı hareket ettiklerini düşünüyorlardı. Bunun yanı sıra, yaygın teorilere göre bir araya gelmeyi başaran tozlar tespit edilebilecekleri disk bölgesinden ayrılarak hızla merkezdeki kahverengi cücenin üzerine doğru taşınırlar.

“Bu ince küçük diskin içerisinde milimetre-boyutlarındaki tanecikleri bulduğumuzda gerçekten çok şaşırdık,” diyor Amerika, Avrupa ve Şili’deki gökbilimciler ekibinin başındaki Luca Ricci (Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü, ABD). “Bu boyutlardaki katı taneciklerin bir kahverengi cücenin etrafındaki diskin dış ve soğuk bölgelerinde oluşamaması gerekiyor, ancak görünen o ki bunu başarmışlar. Kayalık bir gezegenin tamamen burada oluşabileceğinden ya da oluştuğundan, henüz emin değiliz. Ancak buna giden ilk adımları şimdiden görmüş olduk, bu nedenle katıların büyüme koşulları hakkındaki tahminlerimizi değiştirmek zorundayız.”

ALMA’nın daha önceki teleskoplara göre artan çözünürlük gücü araştırma ekibinin ayrıca kahverengi cücenin etrafındaki karbon monoksit gazının yerini belirlemesini sağladı. Bu tür bir diskin içerisinde ilk kez soğuk bir moleküler gaz tespit edilmiş oldu. Bu keşifle birlikte, milimetre-boyutlarındaki parçacıkların da bulunması, diskin, genç yıldızların etrafındakilere tahmin edilenden çok daha fazla benzediğini gözler önüne seriyor.

Ricci ve beraberindeki çalışma arkadaşları bulgularını yüksek-rakımlı Şili çöllerinde bulunan kısmen tamamlanmış ALMA teleskopunu kullanarak gerçekleştirdiler. ALMA sayıları artan, yüksek hassasiyetli, çanak-şeklindeki antenlerin tek bir teleskop gibi bir arada çalıştığı ve Evreni çığır açıcı bir detay ve hassasiyetle gözleyen antenler dizgesidir. ALMA evreni insan gözünün duyarlı olmadığı milimetre-dalgaboyundaki ışıkla “görmektedir”. ALMA’nın inşasının 2013 yılında bitmesi bekleniyor, ancak gökbilimciler teleskopların kısmı bir dizgesi ile 2011 yılında gözlemlere başladılar.

Gökbilimciler ALMA’yı Rho-Oph 102 olarak da bilinen, Yılancı takımyıldızı doğrultusundaki Rho Ophiuchi yıldız oluşum bölgesinde bulunan genç kahverengi cüce ISO-Oph 102’ye yönlendirdiler. Yaklaşık olarak Jüpiter’in 60, ancak Güneş’in 0.06 katı ağırlığında olan kahverengi cücenin normal yıldızların termonükleer reaksiyonlar gerçekleştirdiği gibi parlamaya yetecek kadar kütlesi bulunmuyor. Bununla birlikte, yavaş kütleçekimsel daralması ile yaydığı ısı ve kırmızı renkli ışıması, bir yıldız kadar olmasa da bir miktar parlamasını sağlıyor.

ALMA kahverengi cüce tarafından ısıtılan disk maddesinin yaydığı milimetre civarındaki dalgaboyuna sahip ışığı topladı. Disk içerisinde bulunan parçacıklar kendi boylarından daha büyük dalgaboylarında çok fazla radyasyon yaymıyorlar, bu nedenle parlaklıktaki karakteristik bir azalma daha uzun dalgaboylarında ölçülebiliyor. ALMA bu azalmayı gözleyerek toz parçacıklarının boylarını ölçebilmek için ideal bir alet. Gökbilimciler diskin parlaklığını 0.89 mm ve 3.2 mm dalgaboylarında karşılaştırdılar. Parlaklıktaki 0.89 mm’den 3.2 mm’ye olan düşüş parçacıkların kısmen milimetre ve daha büyük boyutlarda olduklarını göstermektedir.

“ALMA gezegen sistemlerinin oluşumuna dair gizemleri çözmek için güçlü ve yeni bir alet,” yorumunu yapıyor, araştırma ekibinin üyesi ESO’dan Leonardo Testi. “Bunu daha önceki teleskoplarla yapmaya kalkışmak aylar süren gözlem zamanı gerektiriyordu ve bu da pratikte mümkün değildi. Ancak, ALMA’nın nihai anten parçalarının sadece dörtte birini kullanarak, bunu bir saatten az bir sürede gerçekleştirdik!” diyor.

Yakın gelecekte, tamamlanan ALMA teleskopu, Rho-Oph 102 ve diğer nesnelerin etrafındaki disklerin daha detaylı görüntülerini elde edecek kadar güçlü olacak.  Ricci şöyle açıklıyor, “Yakında sadece disklerdeki küçük parçacıkları değil, bunların çöküntü diskinin içinde nerelerde bulunduklarını  ve buradaki gazlarla nasıl etkileştiklerini de görüntüleyebileceğiz. Bu gezegenlerin nasıl oluştuklarını anlamamıza daha fazla yardım edecek.”

Video görünür ışıkta Samanyolu’nun merkezi bölgesine ait muhteşem bir geniş panorama ile başlıyor. Rho-Ophiuchi yıldız oluşum bölgesindeki kahverengi cüce ISO-Oph 102 ya da Rho-Oph 102’ye doğru yakınlaşıyor. Daha sonra bir ressam çizimi kahverengi cüce etrafındaki disk maddesini gösteriyor, ve yakınlaştıkça birbirleriyle çarpışarak birleşen ve daha fazla büyüyen tanecikler ekrana geliyor.

(Telif: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Calçada (ESO)/M. Kornmesser (ESO)/Nick Risinger (skysurvey.org)/Digitized Sky Survey 2 Music: movetwo)

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