Şimdiye kadar keşfedilen neredeyse tüm ekstrasolar gezegenler büyük, Jüpiter büyüklüğündeydi. Soru şudur: Daha küçük, Dünya boyutlu gezegenler aynı yıldız sistemlerinde kalabilir mi? Araştırmacılar, küçük gezegenlerin daha büyük gezegenlerle aynı sisteme yerleştirildiği ve Dünya kadar büyük olacak kadar malzeme toplayıp toplayamadıklarını görmek için bir simülasyon oluşturdular. Yakındaki bir sistemin (55 Cancri), yaşanabilir bölgede önemli miktarda su bulunan karasal gezegenler oluşturabileceğini keşfettiler.
Güneşimizden başka yıldızların etrafında dönen dev gezegenlerin sürekli keşfi, yakın gezegen sistemlerinde yaşamı sürdürebilecek Dünya tipi dünyalar olabileceği yönündeki spekülasyonları artırdı. Şimdi Jüpiter'in büyüklüğünde dev gezegenler içeren dört yakındaki sistem için bilgisayar simülasyonu yapan araştırmacılar, yaşamı desteklemek için doğru koşullara sahip Dünya benzeri bir gezegen oluşturabilecek bir tane buldular.
İkinci bir sistemin, Mars veya daha küçük boyutlu bir kayalık cisim kuşağına sahip olması muhtemeldir. Diğer ikisi, modeller, Dünya büyüklüğünde bir gezegen oluşturmak için uygun koşullara sahip olmadığını gösteriyor. Her sistem Dünya'nın 250 ışıkyılı içerisindedir (bir ışık yılı yaklaşık 5.88 trilyon mil). Gökbilimciler, her bir sistemin, yıldızlarına yakın, belki de Merkür'ün güneşe olduğu kadar yakın olan, Jüpiter'in kütlesi hakkında en az iki dev gezegen içerdiğine dair kanıtlar buldular.
Dört sistemin her biri için araştırmacılar, daha fazla malzeme toplayıp toplayamayacaklarını ve Dünya boyutunda gerçek bir gezegen oluşturabileceklerini görmek için sisteme küçük gezegen embriyoları veya protoplanetler yerleştiren 10 bilgisayarlı simülasyon yaptılar. Colorado Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Sean Raymond, Washington Üniversitesi.
Raymond, Astrophysical Journal'da Haziran ayında yayınlanan araştırmayı anlatan bir makalenin baş yazarıdır. Ortak yazarlar, Arizona Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Rory Barnes, bir UW astronomi doktora öğrencisi iken çalışmaya katılmış ve UW astronomi doktora öğrencisi Nathan Kaib. Çalışma, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi, NASA'nın Astrobiyoloji Enstitüsü ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edildi.
Barnes, “Modellerimizin, yaşanabilir bir gezegen, Dünya'ya benzer kütle, sıcaklık ve su içeriğine sahip bir gezegen, tespit edilen ilk ekstrasolar çok gezegenli sistemlerden birinde oluşmuş olması heyecan verici” dedi.
Son çalışmalar, bilinen birçok ekstrasolar gezegen sisteminin, Dünya kütlesinden Satürn kütlesine kadar olan gezegenleri destekleyecek kadar kararlı bölgelere sahip olduğunu göstermektedir. UW modelleri 55 Cancri, HD 38529, HD 37124 ve HD 74156 adlı sistemlerde gezegen oluşumunu test etti. Araştırmacılar, sistemlerin eksiksiz olduğunu ve dev gezegenlerinin yörüngelerinin iyi kurulduğunu varsaydılar. Ayrıca kayalık, Dünya benzeri gezegenlere dönüşebilecek küçük cisimlerin oluşumuna izin verebilecek koşulları da varsaydılar.
Modellerde, bilim adamları dev gezegenlerin arasına ay boyutlu gezegen embriyoları yerleştirdiler ve 100 milyon yıl boyunca gelişmelerine izin verdiler. Bu varsayımlarla, 55 Cancri'de bazen sistemin su ve yörüngesinde önemli miktarda su ve yörüngelerle kolayca oluşturulmuş karasal gezegenler buldular. HD 38529'un bir asteroit kuşağını ve Mars boyutlu veya daha küçük gövdeleri destekleyebileceğini, ancak dikkate değer karasal gezegenleri desteklemediğini buldular. HD 37124 ve HD 74156'da gezegen oluşmadı.
Raymond, “Beni en çok şaşırtan şey, sadece Mars ya da daha küçük gezegenleri oluşturan sistemi görmekti,” dedi. “Çok büyük olan her şey dengesiz olurdu, bu yüzden belki de Dünya'nın onda biri kadar daha küçük protoplan birikimi oldu”
Kaib, modellerin 100 milyon yıl boyunca koşulların yeterince sabit kalabileceğini gösterdiğini, böylece gezegensel bir embriyonun daha fazla madde toplama ve ay veya Mars büyüklüğünde bir vücuda dönüşme şansına sahip olacağını gösterdi. “İlk sistemimizde, muhtemelen iç güneş sistemimiz böyle görünüyordu, yüzlerce beden bu büyüklükte” dedi.
Güneş dışı gezegenler, dev gezegenleri ana yıldızları üzerindeki yerçekimi etkisiyle tespit eden teknikler nedeniyle son yıllarda artan sıklıkta keşfedildi. Dev gezegenlerin nasıl evrimleştiği belirsizdir, ancak oluşturdukları gaz diskleri tarafından itilen, ev sahibi yıldızlarından uzakta oluştukları ve içe doğru göç ettikleri düşünülmektedir. Göç, sistemin gelişiminin sonlarında gerçekleşirse, dev gezegenler Dünya benzeri gezegenleri inşa etmek için gereken malzemelerin çoğunu yok edebilir. Dev gezegenlerin varlığı oldukça iyi kurulmuş olsa da, diğer yıldızların etrafında çok daha küçük Dünya boyutundaki gezegenleri tespit etmenin bir süre önce olacağını belirtti.
Bir başka yakın tarihli makalede Raymond, Dünya benzeri gezegenlerin oluşmasına izin veren dev gezegen yörüngelerini haritalamak için 450'den fazla bilgisayar simülasyonu yaptı. Dev bir gezegen çok yakınsa, kayalık malzemenin Dünya büyüklüğünde bir gezegene birikmesini önleyecektir. Bu çalışma, bilinen dev gezegen sistemlerinin sadece yüzde 5'inin Dünya benzeri gezegenlere sahip olabileceğini gösterdi. Ancak, Satürn ve Jüpiter'in büyüklüğünü gezegenleri tespit etmek için gereken uzun gözlem süreleri ve hassas ekipmanlardan dolayı, bu galakside bizimki gibi birçok gezegen sisteminin olması mümkün.
Orijinal Kaynak: UW Haber Bülteni
