Gökbilimciler 330 Işık Yılı Uzakta Bir Toz Bulutu Tespit Ettiler

Gökbilimciler, 330 ışık yılı uzaklıkta, yıldız büyüklüğünde bir toz bulutu tespit ettiler. Nedeni, henüz oluşmaya başlayan iki ötegezegen arasındaki devasa bir çarpışma gibi görünüyor.

Gökbilimciler, adı geçen toz bulutunun kızılötesi parıltısını ve etrafındaki yörüngedeki enkaz tarafından periyodik olarak lekelenen ev sahibi yıldızın ışığındaki değişiklikleri analiz ettiler. Bu verilerle sayesinde ilgili nesnelerin boyutunu ve çarpışmayla ilgili diğer önemli ayrıntıları biliyoruz.

Bu keşif, kendi Güneş Sistemimizin oluşumu hakkında fikir verebilir ve hatta bu tür enkaz bulutlarının ne kadar hızlı dağıldığı hakkında daha fazla bilgi sağlayarak KIC 8462852 veya Boyajian'ın Yıldızı gibi kendine özgü karartma modellerine sahip yıldızlara ışık tutabilir.

Arizona Üniversitesi Steward Gözlemevi'nden gökbilimci Everett Schlawin, "İlk kez hem tozun kızılötesi parıltısını hem de bulut yıldızın önünden geçtiğinde tozun ortaya çıkardığı bulanıklığı yakaladık" dedi.

Söz konusu yıldız, sadece 10 milyon yaşında, HD 166191 adlı küçücük bir bebek. Çok yakın zamanda oluştuğu için hala oluşum sürecinden arta kalan bir miktar malzeme ile çevrili.

Yıldızlar, kendi kütlesi altında çöken bir gaz bulutundaki yoğun bir düğümden oluşur; dönerken, yıldız çevreleyen buluttan daha fazla malzeme toplayarak büyür.

Yıldız oluşumunu tamamladıktan sonra, diskte kalan her şey bir gezegen sisteminin diğer öğelerini oluşturmaya devam edebilir. Malzeme yığınları birbirine yapışır, önce elektrostatik olarak çekilir, sonra yerçekimi ile çekilir.

Tahmin edebileceğiniz gibi, bu çok sayıda çarpışma içeren karmaşık bir süreçtir. Sonunda, önce bir gezegen tohumu veya gezegenimsi, sonra sonunda bir gezegen oluşturmak için yeterli malzeme birbirine yapışır.

Gövdeler arasındaki çarpışmalar sürece rehberlik edebilir. Örneğin, Güneş Sistemi'nin genç olduğu dönemlerde,  başka bir gezegen cismi Dünya'ya çarptığında Ay'ımızın oluştuğu düşünülüyor.

Steward Gözlemevi'nden astronom Kate Su liderliğindeki bir araştırma ekibi, HD 166191'in kızılötesi gözlemlerini yapmak için emekli olan Spitzer Uzay Teleskobu'nu kullandı. Bu dalga boyları, yoğun şekilde örtülü ortamlarda hangi işlemlerin gerçekleştiğini görmek için toz bulutlarına nüfuz edebilir. Ek olarak, toz tarafından emilen ve yeniden yayılan yıldız ışığı, kızılötesinde parlar.

2015 ve 2019 yılları arasında, araştırmacılar yıldızdan 126 veri seti topladılar ve özellikle gezegenimsi bir çarpışmanın sonucu olabilecek yörüngedeki toz bulutlarını aradılar.

2018'de aradıkları sinyal ortaya çıktı: tozda bir artışa işaret eden kızılötesi bir parlaklık ve yıldızın ışığının engellendiğini gösteren bir karartma. Aynı karartma olayı, optik dalga boylarında yer tabanlı bir teleskop tarafından ve 142 gün önce, Spitzer gözlemlerinde benzer bir karartma tarafından yakalandı.

Çoklu dalga boyunda geçiş verileri bunu doğruladı: Sinyal, birbirine çarpan ve her yere toz saçan iki gezegen tarafından üretildi. Yere dayalı teleskoptan yapılan daha önceki gözlem, yıldızdan 0,62 astronomik birimlik bir yörünge mesafesi veren 142 günlük bir yörünge periyodu önerdi. Bu, kayalık gezegenlerin oluşması beklenen mesafedir.

Birden fazla geçişten gelen verilere sahip olmak, ekibin bulutun evrimini gözlemlemesine de izin verdi. İlk geçişten ikinci geçişe hızla değişti, balonlaştı, genişledi ve daha opaklaştı ve uzadı, yıldızın en az üç katı bir alanı kapladı.

Ancak Spitzer verileri, bulutun sadece küçük bir kısmının bizimle yıldız arasında geçtiğini gösteriyor. Bu, gerçek bulutun yıldızdan çok, çok daha büyük, belki de yüzlerce kat daha büyük olduğunu gösteriyor.

Ekip, bu kadar çok toz üretmek için çarpışmanın cüce gezegen boyutunda, yaklaşık 400 ila 600 kilometre çapında olması gerektiğini hesapladı. İlk çarpışma o kadar çok ısı üretti ki, malzemenin bir kısmı buharlaştı; geri kalanlar, daha fazla toz oluşturmak için etrafta sekerek birbirleriyle ve çevredeki diğer kayalarla çarpışmaya devam eden parçalara uçacaktı.

Üçüncü geçişin yuvarlanacağı zamana kadar, orijinal bulutun çok az izi kaldı. Bununla birlikte, yıldızın etrafındaki ortam, çarpışmadan öncekine göre iki kat daha tozlu hale gelmişti. Bu, çarpışmadan kaynaklanan enkazın, yıldızın etrafındaki ilk-gezegen diski boyunca oldukça hızlı bir şekilde dağıldığını gösteriyor.

Bu, küme halindeki toz bulutlarının tuhaf bir şekilde kararan yıldızları açıklamak için uygun olmayabileceğini önermekle kalmaz, aynı zamanda bizimki de dahil olmak üzere tam bir gezegen sistemi oluşturmaya giden süreçleri aydınlatmaya da yardımcı olabilir.

Su, "Genç yıldızların etrafındaki tozlu enkaz disklerine bakarak, esasen zamanda geriye bakabilir ve kendi Güneş Sistemimizi şekillendirmiş olabilecek süreçleri görebiliriz" dedi. "Bu sistemlerdeki çarpışmaların sonuçları hakkında bilgi edinerek, diğer yıldızların etrafında kayalık gezegenlerin ne sıklıkla oluştuğu hakkında daha iyi bir fikir edinebiliriz."

Ekip, tozlu örtüsünde daha etkileyici değişiklikleri fark edip edemeyeceklerini görmek için HD 166191'i izlemeye devam edecek.

Araştırma The Astrophysical Journal'da yayınlandı.