Gökbilimciler Şimdiye Kadarki En Genç Ötegezegenin Oluşumuna Tanıklık Etti

Gökbilimciler, bugüne kadar tespit edilen en genç ötegezegenin varlığını doğrulayarak gezegen oluşumunun ilk evrelerine ilişkin önemli bir keşfe imza attı. Elias 2-24 b adı verilen gezegenin, henüz genç olan ev sahibi yıldızının çevresindeki gaz ve toz diskinden aktif biçimde madde toplamaya devam ettiği belirlendi.

Haber Merkezi / Keşif, bilim insanlarına dev bir gezegenin büyüme sürecini oluşumu devam ederken inceleme fırsatı sunuyor.

Şili’deki Diego Portales Üniversitesi öncülüğünde yürütülen araştırma, The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı. Çalışmada W. M. Keck Gözlemevi, Atacama Büyük Milimetre/Submilimetre Dizisi (ALMA) ve Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskobu (VLT) tarafından elde edilen veriler bir araya getirildi.

Araştırmanın sonuçları, dev gezegenlerin oluşumunu açıklayan çekirdek birikim modelini desteklerken, protoplanetaryum disklerde gözlenen boşlukların bu bölgelerde oluşan gezegenlerle doğrudan bağlantılı olduğuna ilişkin güçlü kanıtlar ortaya koydu.

Gezegen oluşumunun zor gözlenen aşaması

Diego Portales Üniversitesi’nde doktora öğrencisi ve araştırmanın başyazarı Andrea Bernardi, keşfin öneminin gezegenin yaşından kaynaklandığını belirtti.

Bernardi, Elias 2-24 b’nin hâlen çevresindeki maddeden aktif biçimde beslendiğini ve bu nedenle gezegen oluşumunun normal şartlarda doğrudan gözlemlenmesi son derece güç olan bir evresine tanıklık ettiklerini ifade etti.

Genç yıldızların çevresinde, dönen gaz ve tozdan oluşan protoplanetaryum diskler bulunuyor. Zaman içinde bu disklerdeki maddelerin bir araya gelmesiyle gezegenler oluşuyor.

Son yıllarda ALMA’nın yüksek çözünürlüklü gözlemleri, söz konusu disklerde belirgin halkalar ve karanlık boşluklar bulunduğunu ortaya koydu. Gökbilimciler, yeni oluşan gezegenlerin çevrelerindeki maddeleri süpürerek bu boşlukları oluşturduğunu uzun süredir öne sürüyordu. Ancak bu bağlantıyı doğrudan ortaya koyan kanıtlar sınırlıydı.

Elias 2-24 b’nin keşfi, bir gezegenin bu tür boşluklardan birinde bulunduğunu gösteren en güçlü örneklerden biri oldu.

Bernardi, elde edilen bulguların protoplanetaryum disklerdeki boşluklarla gezegenlerin varlığı arasındaki bağlantıyı güçlendirdiğini belirterek, disklerdeki yapıların oluşum halindeki gezegenler tarafından şekillendirildiğine ilişkin önemli kanıt elde edildiğini söyledi.

Gaz toplayarak atmosferini oluşturuyor

Araştırmacıların analizlerine göre Elias 2-24 b, çevresindeki diskten hızla gaz çekerek atmosferini oluşturmaya devam ettiği kısa ancak kritik bir büyüme evresinden geçiyor.

Çalışmanın ortak yazarlarından Prof. Dr. Lucas Cieza, bu sistemi genç bir Güneş Sistemi’ne benzetti. Cieza, Güneş Sistemi’nin milyarlarca yıllık geçmişi nedeniyle oluşum sürecinin bugün yalnızca teorik modeller ve simülasyonlar üzerinden incelenebildiğini, Elias 2-24 b gibi sistemlerin ise gezegen oluşumunu gerçekleştiği sırada gözlemleme imkanı sunduğunu belirtti.

Mevcut teorilerin sınırlarını zorluyor

Sistem üzerinde ilk araştırmaları 2018 yılında başlatan Prof. Dr. Alice Zurlo da keşfin gezegen oluşum teorileri açısından önemine dikkat çekti.

Zurlo’ya göre Elias 2-24 b, evriminin mevcut teorik modellerin sınırlarını zorlayan bir aşamasında bulunuyor. Gezegenin kütlesi, entropisi ve buna bağlı olarak beklenen parlaklığı konusunda mevcut modellerin yeterli kesinlikte öngörü sunamadığını belirten Zurlo, gezegenin dinamik kütlesinin daha hassas biçimde hesaplanmasının genç gezegenlerin evrim modellerinin geliştirilmesine katkı sağlayacağını ifade etti.

On yıllık takip arşivdeki verilerle sonuçlandı

Keşfin temelleri, 2018 yılında Keck Gözlemevi’nde gerçekleştirilen gözlemlere dayanıyor. O dönemde protoplanetaryum disklere sahip genç yıldızları inceleyen ekipte yer alan Zurlo, Keck’in Yakın Kızılötesi Kamerası 2 (NIRC2) ile Elias 2-24 sistemini görüntüledi.

İlk gözlemlerde zayıf bir sinyal tespit edilmesine rağmen, dönemin teknoloji ve veri analiz imkanları bu sinyalin bir gezegene ait olduğunu doğrulamak için yeterli olmadı.

Yıllar sonra Andrea Bernardi, NASA tarafından finanse edilen Keck Gözlemevi Arşivi’nde (KOA) bulunan eski verilere yeniden ulaştı. Bernardi, 2018 tarihli gözlemleri yeni veri işleme teknikleriyle yeniden analiz etti ve gezegen oluşumuyla uyumlu belirgin bir sinyal tespit etti.

Bu bulgular, 2020 yılında elde edilen ek Keck arşiv verileri, VLT’nin bağımsız gözlemleri ve ALMA’dan gelen destekleyici verilerle karşılaştırıldı. Farklı gözlemevlerinden elde edilen sonuçların birbiriyle uyumlu olması, Elias 2-24 b’nin varlığının doğrulanmasını sağladı.

Prof. Dr. Cieza, gezegenin mevcut gözlem teknolojilerinin ulaşabildiği sınırda bulunduğunu, ancak farklı gözlemevlerinden elde edilen verilerin bir araya getirilmesi sayesinde varlığının doğrulanabildiğini belirtti.

Arşiv verileri yeni keşiflerin kapısını açıyor

Keck Gözlemevi Baş Bilim İnsanı John O’Meara ise keşifte arşiv verilerinin oynadığı role dikkat çekti. Astronomik verilerin uzun yıllar boyunca bilimsel değerini koruyabildiğini belirten O’Meara, gelişen analiz teknikleri, yeni modeller ve farklı bir bakış açısının yıllardır arşivde bulunan verilerden yeni sonuçlar çıkarılmasını mümkün kıldığını ifade etti.

Araştırmalar devam ediyor

Bilim insanları, Elias 2-24 b üzerindeki gözlemlerini sürdürüyor. Önümüzdeki dönemde gerçekleştirilecek spektroskopik ölçümlerle gezegenin atmosferi, sıcaklığı, kütlesi ve madde toplama hızı hakkında daha ayrıntılı bilgi elde edilmesi hedefleniyor.

Elias 2-24 b, oluşumu henüz tamamlanmamış bir dev gezegeni gözlemleme fırsatı sunması bakımından astronomi açısından dikkat çekici bir araştırma alanı oluşturuyor. Bilim insanları, sistemden elde edilecek yeni verilerin yalnızca gezegenlerin nasıl oluştuğuna değil, Güneş Sistemi’nin geçmişteki oluşum sürecine ilişkin modellerin geliştirilmesine de katkı sağlayabileceğini değerlendiriyor.