ESO’nun SPHERE aygıtı yeni doğan gezegenlerce şekillendirilen öncül-gezegen disklerini ortaya çıkardı
Yeni keskin görüntüler genç yıldızların etrafındaki gezegen-oluşum disklerindeki dikkat çekici özellikleri gözler önüne serdi. ESO’nun Çok Büyük teleskopu üzerindeki SPHERE aygıtı genç güneş sistemlerindeki karmaşık süreçleri gözlemeyi başardı — bunlardan birini gerçek zamanlı olarak gerçekleştirdi. Üç farklı gökbilimciler ekibinin elde ettiği yeni sonuçlar SPHERE’in gezegenlerin kendilerini oluşturan diskleri şekillendirme yollarına dair gözlemsel yeteneklerini göstermektedir — gözlemlerle yeni dünyaların oluştuğu bu ortamların karmaşık halleri ortaya çıkarılmaktadır.
ESO’nun Paranal gözlemevindeki Çok Büyük teleskop üzerinde bulunan gelişmiş ötegezegen-avcısı SPHERE aygıtını kullanan bu üç farklı gökbilimciler ekibi, yeni oluşan gezegen sistemlerinin evrimlerinde bilinmeyen basamakları ortaya çıkarmaya çalışıyor. Son yıllarda bilinen ötegezegenlerin sayısındaki olağanüstü artış, bu alanı modern gökbilimdeki en dinamik çalışma konularından biri haline getirdi.
Bugün gezegenlerin öncül-gezegen diskleri olarak bilinen yeni doğmuş yıldızları çevreleyen geniş gaz ve toz disklerinden oluştukları biliniyor. Bu diskler yüz milyonlarca kilometreye kadar genişleyebiliyor. Zamanla bu öncül-gezegen diskleri içindeki parçacıklar çarpışarak bir araya geliyorlar ve sonuçta gezegen-boyutlarında nesneleri meydana getiriyorlar. Bununla birlikte, halen bu gezegen-oluşturan disklerin evrim basamaklarındaki ayrıntılar birer gizem olarak kalmaya devam ediyor.
SPHERE VLT’nin agıt dizilerine yeni eklenmiştir ve son teknoloji ürünlerinin bir araya getirilmesi ile öncül-gezegen disklerindeki ince ayrıntıların doğrudan görüntülenebilmesi için güçlü yöntemler sağlamaktadır [1]. Öncül-gezegen diskleri ile büyümekte olan gezegenler arasındaki etkileşim diski çeşitli şekillere dönüştürebilmektedir: geniş halkalar, sarmal kollar ya da gölgeli boşluklar. Bu yapılar ve onları şekillendiren gezegenler arasındaki belirgin bağlantı şu anda özel olarak incelense de henüz bulunamamıştır: gökbilimcilerin çözmek istediği bir gizem olarak kalmaya devam etmektedir. Neyse ki, SPHERE’in özelleştirilmiş yetenekleri sayesinde araştırma ekiplerinin öncül-gezegen disklerinin bu dikkat çekici özelliklerini doğrudan görüntüleyebilmeleri mümkün hale gelmiştir.
Örneğin genç bir yıldız olan RXJ1615 Akrep takımyıldızı doğrultusunda ve Dünya’dan yaklaşık 600 ışık-yılı uzaklıkta yer almaktadır. Hollanda Leiden gözlemevinden Jos de Boer liderliğindeki bir ekip, burada genç yıldızı çevreleyen, Satürn’deki halkaların çok daha büyük bir versiyonu olan eş merkezli bir karmaşık halkalar sistemi bulmuştur. Bir öncül-gezegen diskindeki halkaların bu tür bir karmaşık şekillenişi daha önce sadece birkaç kez gözlenmiş olup, daha da heyecan verici olanı tüm sistemin sadece 1.8 milyon yıl yaşında olduğunun görülmesidir. Diskte görülen ipuçları halen oluşmakta olan gezegenler tarafından şekillendirildiğini göstermektedir.
Şimdiye kadar tespit edilen diğer öncül-gezegen diskleri örneklerinin çoğu görece yaşlı ya da evrimleşmiş oldukları için yeni gözlenen RXJ1615 öncül-gezegen diskinin yaşı sistemi seçkin bir hale getirmektedir. De Boer’in beklenmedik sonuçları yine Leiden Gözlemevi’nden Christian Ginski liderliğindeki ekibin bulgularıyla hızlı bir şekilde örtüştü. Diğer ekip Bukalemun takımyıldızı doğrultusunda ve Dünya’dan yaklaşık 500 ışık-yılı uzaklıktaki HD97048 adlı genç yıldızı gözlemişti. Zorlu gözlem analizleri sayesinde, bu yıldızın etrafındaki genç diskin de eş merkezli halkalar oluşturduğunu ortaya çıkardılar. Bu iki sistemin benzerliği şaşırtıcı bir sonuca götürüyor, çünkü çoğu öncül-gezegen sistemleri, çoklu asimetrik sarmal kollar, boşluklar ve girdaplardan oluşuyor. Bu keşifler yüksek derecede çoklu simetrik halka içerdiği bilinen sistemlerin sayısını belirgin bir ölçüde arttırıyor.
Daha yaygın olarak görülen asimetrik disklerin özellikle dikkat çekici bir örneği Hollanda, Anton Pannekoek Gökbilim Enstitüsünden Tomas Stolker liderliğindeki bir gökbilimciler grubu tarafından gözlenmişti. HD135344B adlı yıldızı çevreleyen disk yaklaşık 450 ışık-yılı uzaklıktadır. Bu yıldız geçmişte dikkatlice gözlenmiş olsa da, SPHERE sayesinde ekip yıldızın öncül-gezegen diskini daha önce olmadığı kadar ayrıntılı bir şekilde inceleyebilmiştir. Merkezdeki büyük boşluğun ve belirgin iki sarmal kol-benzeri yapının Jüpiter-benzeri dünyalar olmak üzere şekillenen tek veya çoklu büyük-kütleli öncül-gezegenlerce oluşturulduğu düşünülmektedir.
Buna ek olarak, HD135344B’nin diskinde hareket halindeki madde tarafından atılan karanlık dört şerit gölgesi de gözlenmiştir. Dikkat çekici biçimde, şeritlerden biri gözlem dönemi arasındaki aylarda değişim göstermiştir: bu gezegen evriminin gerçek zamanlı olarak gerçekleşen gözlemine dair nadir bir örnek olup, diskin SPHERE tarafından gözlenemeyecek iç kısımlarında gerçekleşen değişimlere işaret etmektedir. Görünüşü güzel görüntüler üretmesinin yanısıra, bu titreşen gölgeler diskin iç kısımlarındaki değişimlerin tespit edilebilmesi için eşsiz bir yoldur.
Ginski ve de Boer’in çalışmalarında buldukları eş-merkezli halkalar gibi, Stolker’in ekibi tarafından gerçekleştirilen bu gözlemlerle de genç yıldızları çevreleyen disklerin karmaşık ve değişken koşulları halen şaşırtıcı yeni keşiflerin izlerini taşımaya devam ediyor. Bu öncül-gezegen diskleri hakkındaki bilgilerin artmasıyla, onları araştıran ekipler gezegenlerin kendilerini oluşturan diskleri nasıl şekillendirdiklerini daha iyi anlamaya başlıyor — ve aynı zamanda gezegenlerin nasıl oluştuklarını da.
Notlar
[1] SPHERE ilk ışığını Haziran 2014’te aldı. Aygıt üzerinde atmosferik etkileri ortadan kaldıran gelişmiş bir uyarlamalı optik, merkezi yıldız ışığının çoğunu örten bir koronograf (taççeker) ve diskten gelen ışığı ayırt edebilmek için diferansiyel görüntüleme ve polarimetre bileşeni bulunmaktadır.
ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)
