Oph-IRS 48 yıldızının etrafındaki toz bulutunu inceleyen gökbilimciler, disk içerisindeki toz parçacıklarının nasıl büyük boyutlara ulaştığı, sonunda kuyrukluyıldızlar, gezegenler ve kayalık cisimleri oluşturduklarına dair uzun gizemi çözdü. Araştırma sonuçları Science dergisinin bugünkü sayısında yayınlandı.
Yıldızların etrafında çok sayda gezegen olduğunu bilen ancak bu gezegenlerin tam olarak nasıloluştuklarını bilmeyen gökbilimciler, bunun yanısıra kuyrukluyıldızların, gezegenlerin ve kayalık cisimlerin oluşumunun halen birçok sır sakladığını belirtiyor.
Ancak ALMA’nın gücünü ortaya koyan yeni gözlemler, en büyük sorulardan birine yanıt verdi : Genç bir yıldızın etrafındaki diskte bulunan küçük toz tanecikleri nasıl büyüyor ve sonunda taştan malzemeye hatta metre boyutunun çok ötesindeki kayalara dönüşüyor?
**‘GÜVENLİ BÖLGE GEREKİYOR’**
Bilgisayar modelleri toz taneciklerinin birbiriyle çarpıştıkları ve yapıştıkları zaman büyüdüklerini gösterdi. Öte yandan, büyük parçalar tekrar yüksek hızlarda çarpıştıkları zaman, genellikle küçük parçacıklara ayrılıyor ve birinci aşamaya geri dönüyorlar. İncelenen modeller, bu durumun gerçekleşmediği zamanlarda bile, daha büyük parçaların toz ve gaz arasındaki sürtünmeden dolayı hızlı bir şekilde içe doğru hareket edip, ana yıldıza doğru düşerek daha fazla büyüyebilmeleri için şansları olmayacağını ortaya koydu.
Gökbilimciler, toz parçacıklarının kendi başlarına varlığını sürdürecek kadar büyümeye devam edebilecekleri güvenli bir bölgeye ihtiyaçları olduğunu belirtirken, bu bölge için ‘toz tuzakları’nı öneriyorlar. Ancak bu bölgelerin şimdiye kadar varlıklarına dair bir gözlemsel delil elde edilemedi.
Araştırma makalesinin baş yazarı Hollanda’daki Leiden Gözlemevi’nde doktora öğrencisi olan Nienke van der Marel, çalışma arkadaşlarıyla birlikte ALMA’yı kullanarak Oph-IRS 48 olarak adlandırılan bir sistemdeki diski araştırdı . Yıldızın etrafında muhtemelen görülmeyen bir gezegen ya da bileşen yıldızın yarattığı merkezi bir boşluğun gazdan bir halkayla çevrelendiğini tespit ettiler. ESO’nun Çok Büyük Teleskopu kullanılarak daha önceden yapılan gözlemlerde küçük toz parçacıklarının halka benzeri bir yapı da oluşturdukları gösterilmişti. Fakat yeni ALMA görüntüsü daha büyük milimetre boyutlu toz parçacıklarının çok farklı olduğunu ortaya çıkardı.
**TOZ TUZAĞI BULUNDU!**
Van der Marel, “İlk olarak görüntüdeki tozun şekli bizler için tam bir sürpriz oldu... Beklediğimiz gibi halka şekli yerine, çok net olarak kaju fıstığı şekli bulduk! Bu özelliğin gerçek olduğuna dair kendimizi ikna etmemiz gerekti, ancak ALMA gözlemlerinin güçlü sinyali ve keskinliği yapı hakkındaki tüm şüphelerimizi ortadan kaldırdı. Sonra ne bulmuş olduğumuzun farkına vardık” ifadesini kullandı.
Keşfedilen şey, büyük toz parçalarının tuzağa düştüğü ve çarpışarak ve birbirlerine yapışarak büyüyebildikleri bir bölge olarak tanımlandı. Bu bir “toz tuzağı”ydı; yani teorisyenlerin tam da aradığı şey.
Van der Marel gözlemleri şu ifadelerle açıkladı: Muhtemelen parçacıkların uygun koşullar altında milimetreden kuyrukluyıldız boyutuna ulaşabildikleri bir tür kuyrukluyıldız fabrikasına bakıyoruz. Toz, yıldızdan bu uzaklıktayken tam ölçekli bir gezegen oluşturamaz. Fakat yakın gelecekte ALMA, aynı mekanizmanın devrede olduğu ana yıldızına çok daha yakın toz tuzaklarını gözlemleyebilecektir. Böylesi toz tuzakları gerçekten yeni-doğan gezegenlerin beşikleri olabilirler.”
**‘GÜZEL BİR TESADÜF’**
Toz tuzakları yüksek basınçlı bölgeler doğrultusunda hareket ederek daha büyük toz parçacıkları oluştururlar. Bilgisayar modellemesi, tıpkı diskte bulunan boşluk gibi, yüksek basınçlı bir bölgenin gaz boşluğunun sınırındaki gazın hareketinden kaynaklabileceğini ortaya koydu.
Heidelberg Almanya’daki Teorik Astrofizik Enstitüsünden toz evrimi ve disk modelleme uzmanı ve ekip üyesi Cornelis Dullemond, “Bu projesi eşsiz kılan şeyler hazırladığımız bilgisayar modelleri ve ALMA’nın yüksek kaliteli gözlemlerinin birleşimidir... Bu gözlemlerin yapıldığı zamanlarda, biz de tam olarak bu türden yapıları öngören modeller üzerinde çalışıyorduk: çok talihli bir tesadüf olsa gerek” ifadesini kullandı.
Gözlemler, ALMA dizgesi yapım aşamasındayken yapıldı. Bant 9 alıcıları, ALMA’nın şimdiye kadarki en keskin görüntüleri yaratmasına izin veren Avrupa yapımı aletlerdir.
ALMA projesine 20 yıldan daha uzun bir süredir büyük katkılar yapan Leiden Gözlemevi’nden Ewine van Dishoeck, “Bu gözlemler tüm dizgenin yarısından daha azı kullanınlan ALMA’nın dönüşümlü bilim yapabilme potansiyelini gösteriyor... Bant 9’daki hassasiyet ve görüntü keskinliğindeki inanılmaz sıçrama daha önceden mümkün olmayan yollardan gezegen oluşumunun temel konularını çalışmamıza imkan sunmuştur” dedi.