Kepler misyonu ve dış gezegenleri bulma çabaları sayesinde, dış gezegen nüfusu hakkında çok şey öğrendik. Düşük kütleli yıldızların etrafında dönen süper Dünyalar ve Neptün kütleli dış gezegenleri bulacağımızı biliyoruz, daha büyük yıldızların etrafında daha büyük gezegenler bulunuyor. Bu, gezegensel oluşumun çekirdek toplanma teorisiyle iyi bir şekilde örtüşmektedir.
Ancak tüm gözlemlerimiz bu teoriye uymuyor. Küçük bir kırmızı cücenin etrafında dönen Jüpiter benzeri bir gezegenin keşfi, gezegen oluşumu hakkındaki anlayışımızın düşündüğümüz kadar açık olmayabilir. Disk kararsızlığı teorisi olarak adlandırılan ikinci bir gezegen oluşumu teorisi, bu şaşırtıcı keşfi açıklayabilir.
Kırmızı cüce yıldıza GJ 3512 denir ve Ursa Major'daki bizden yaklaşık 31 ışıkyılı uzaklıktadır. GJ 3512, Güneşimizin kütlesinin 0.12 katıdır ve gezegen, GJ 3512b, en azından Jüpiter'in kütlesinin 0.46 katıdır. Bu, yıldızın gezegenden sadece 250 kat daha büyük olduğu anlamına gelir. Sadece bu da değil, yıldızdan sadece 0,3 AU.
Güneş'in en büyük gezegen Jüpiter'den 1000 kat daha büyük olduğu Güneş Sistemimizle karşılaştırın. Çekirdek toplanma teorisi söz konusu olduğunda bu sayılar toplanmaz.
Çekirdek toplanma teorisi gezegen oluşumu için en çok kabul gören teoridir. Çekirdek birikimi, küçük katı partiküller çarpıştıkça ve daha büyük gövdeler oluşturmak için pıhtılaştıkça meydana gelir. Uzun süreler boyunca, bu gezegenler inşa eder. Yine de nasıl çalıştığının bir sınırı var.
Dünya'nın boyutunun yaklaşık 10-20 katına kadar katı bir çekirdek oluştuktan sonra, katı çekirdeğin etrafında bir zarf veya atmosfer oluşturan gaz toplayacak kadar büyüktür. Bir anahtar, çekirdek birikiminin yıldızdan uzaklığa bağlı olarak farklı çalışmasıdır.
Bir iç güneş sisteminde, yıldız mevcut malzemenin çoğunu aldı ve Dünya gibi daha küçük gezegenler oluştu. Dünya da nispeten küçük bir atmosfere sahiptir. Dış güneş sisteminde, don çizgisi olarak adlandırılan şeyin ötesinde, malzeme daha az yoğun olmasına rağmen, gezegenlerden oluşacak çok daha fazla malzeme var. Dış Güneş Sisteminde hacimli atmosfere sahip gaz devleri bu şekilde olur.
Ancak GJ 3512 durumunda, araştırmacılar çekirdek toplanma açıklamasında bazı çelişkiler buldular. Her şeyden önce, yıldızların düşük kütleli olmasının nedeni, oluşturdukları tüm diskin daha az malzemeye sahip olmasıdır. GJ 3512 gibi yıldızlar, çok büyük hale gelmeden önce malzemeden çıktılar. Aynı şekilde, gezegenler arası diskte büyük gezegenler oluşturmak için daha az malzeme kaldı.
Makalelerinde, “Bu şekilde bir gaz devi <GJ 3512b> oluşturulması, en az 5 Dünya kütlesine sahip büyük bir gezegen çekirdeği oluşturulmasını gerektirir” diyorlar. Bunun böyle düşük kütleli bir yıldızın etrafında gerçekleşemeyeceğini söylüyorlar.
Bu yeni yıldız sistemi, çekirdek toplanma teorisini bir açıklama olarak dışlıyor gibi görünüyor. Gezegen yıldıza göre çok büyük. Ancak disk kararsızlığı teorisi adı verilen başka bir teori daha var.
Genç bir yıldız kaynaşmaya başladığında, yıldızın oluşumundan geriye kalan dönen bir gezegen öncesi malzeme diski ile çevrilidir. Gezegenler bu malzemeden oluşur. Disk kararsızlığı teorisi, malzemenin dönen diskinin hızla soğuyabileceğini söylüyor. Bu hızlı soğutma, malzemenin gezegen boyutunda parçalar halinde pıhtılaşmasına neden olabilir;
Çekirdek birikimi uzun zaman alsa da, disk kararsızlığı çok daha kısa sürede büyük gezegenler oluşturabilir. Bu, GJ 3512’nin durumunda olduğu gibi küçük yıldızlara çok yakın büyük gezegenlerin bulunmasını açıklayabilir.
Bu çalışmanın arkasındaki bilim adamları bu sistemde başka tuhaflıklar da buldular. Sistemde GJ 3512b'yi etkileyen ve uzun yörüngesine neden olan üçüncü bir gezegenin - ayrıca bir gaz devinin - olabileceğini söylüyorlar. Bu gezegenin varlığı, GJ 3512b'nin olağandışı yörüngesi ile ortaya çıkar ve gözlemlenmedi. Çalışmanın arkasındaki ekip, ikinci gezegenin muhtemelen sistemden atıldığını ve şu anda haydut bir gezegen olduğunu söylüyor.
Bu sistemi daha iyi anlamak için daha güçlü araçlarla daha fazla çalışma yapılması gerekir. Yazarlara göre, gezegensel oluşum teorilerimize ince ayar yapmak için harika bir fırsat. Makalenin sonuçlarında söyledikleri gibi, “GJ 3512 çok ümit verici bir sistem çünkü tamamen karakterize edilebilir ve böylece toplanma ve göç süreçleri ile protoplantasyonel disklerde ve diskte gezegen oluşumunun verimliliği üzerinde sıkı kısıtlamalar koymaya devam edebilir yıldız kütle oranları.
CARMENES (Yakın kızılötesi ve optik Echelle Spectrographs Exoearth'lu M cüceleri için Calar Alto yüksek çözünürlüklü arama) konsorsiyumunda uluslararası bir araştırmacı ekibi bu işi yaptı. Bu konsorsiyum, galaksideki en yaygın yıldız türü olan kırmızı cüceleri, yaşanabilir bölgelerinde düşük kütleli gezegenler bulma umuduyla araştırıyor. CARMENES sadece kırmızı cüce yıldızları anlamak için bir veri seti oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda Dünya büyüklüğündeki gezegenleri bularak, gelecekteki çalışmalar için zengin bir takip hedefleri seti sağlayacaktır.
Daha:
- Basın Bülteni: Küçük yıldızın etrafındaki dev dış gezegen, gezegenlerin nasıl oluştuğunu anlamaya meydan okuyor
- Araştırma Raporu: Çok düşük kütleli bir yıldızın etrafında dönen dev bir dış gezegen
- PlanetHunters.org: Gezegensel Oluşum Hakkında Gerçekten Ne Anlıyoruz?
- Araştırma Makalesi: GEÇİCİ OLUŞUM SENARYOLARI REVİZE EDİLDİ: ÇEKİRDEK AKSESUAR VERSUS DİSK DİZİNİ UYUMSUZLUĞU
- CARMENES
