Kayalık Gezegen Oluşumunun Birleşik Teorisi, Süper Dünyaların Bolluğunu Açıklayabilir

Galaksi, Dünya'nın kütlesinin birkaç katı olan, süper Dünyalar olarak adlandırılan, kayalık gezegenlerle dolu ve gök bilimciler bunun nedenini açıklamakta zorlanıyorlar.

Yeni bir makale, süper Dünyaların bolluğunu ve bir dizi ilginç özelliğini açıklamak için Jüpiter'in dört Galileo ayının modellenmesinden yararlanıyor. Ancak bu süreçte, aynı ekibin bir yıldan biraz daha uzun bir süre önce aynı dergide yayınlanan çalışmasını çökertiyor.

Erken ötegezegen aramaları çoğunlukla "sıcak Jüpiterler" buldu, çünkü çok büyüklerse ve yıldızlarına yakın yörüngede dönüyorlarsa gezegenleri bulmak daha kolaydır. Gezegen avlama teknolojisi geliştikçe ve gözlem süreleri daha uzun yörüngelere sahip cisimleri yakaladıkça, karışım değişti. Örneğimiz hâlâ yanlı, ancak buna izin verirsek gerçek bolluğu tahmin edebiliriz, bu da en yaygın gezegen sınıfının kendi sistemimizde olmayan bir gezegen sınıfı olması ironisine işaret eder.

Caltech'ten Profesör Konstantin Batygin, bir açıklamada, "Geçtiğimiz on yılda ötegezegenlere ilişkin gözlemlerimiz arttıkça, standart gezegen oluşumu teorisinin temellerden başlayarak revize edilmesi gerektiği açık hale geldi. Güneş sistemimizdeki karasal gezegenlerin oluşumunu ve aynı zamanda süper Dünyaların kendine benzeyen sistemlerinin kökenlerini aynı anda açıklayabilecek bir teoriye ihtiyacımız var." dedi.

Batygin ve Dr. Alessandro Morbidelli'nin açıklaması gereken şeylerden biri, neden bu kadar çok gezegen sisteminin birbirine çok benzer kütlelere sahip birden fazla süper Dünyaya sahip olduğuydu. Uzun zamandır Venüs'ün Dünya kütlesinin yüzde 82'sine sahip olmasının sadece bir tesadüf olduğu varsayılmıştır, ancak şaşırtıcı sayıda süper Dünya, sistemlerindeki diğerleriyle daha da yakından eşleşiyor.

Gerçeğin keşfedilmesine yardımcı olan ancak bu makalenin yazarı olmayan Caltech'ten Profesör Andrew Howard, "Temelde, yalnızca tek bir kütleden gezegen yapmayı bilen ve onları birbiri ardına püskürten bir gezegen fabrikanız var." dedi.

Batygin ve Morbidelli daha yakın bir örneğe döndüler: Jüpiter'in dört ana ayı, boyut olarak sıkı bir şekilde kümelenmiş ve sistemin diğer üyeleriyle olan büyük farka kıyasla kütle olarak nispeten yakın. İkili, ayların madde halkalarından oluştuğuna dayanarak, bunun için bir açıklama sunmuştu. Bu halkalar, dolayısıyla, toz tanelerini Jüpiter'e doğru çeken kuvvetler ile onları dışarı iten gaz basıncı arasındaki dengenin ürünüdür.

Ortak boyuttaki taneler için kuvvetler dengelenecektir. Toz taneleri, birleşik boyutları dış basıncın hakim olmasını sağlayana kadar bir araya toplanır ve halkayı terk ederek, kütle çeşitliliği biraz daha fazla olmasına rağmen, çok benzer boyutta aylar üretir.

Yazarlar şimdi gezegen oluşumu sırasında benzer bir şeyin olduğunu düşünüyorlar. Ön gezegen diskleri yıldızlarının yakınında sıcak ve daha uzaklarda daha soğuktur. Sıcaklıkların, silikat gazlarının yoğunlaşarak küçük kayalar oluşturmasına izin verecek kadar soğuk olduğu noktaya silikat süblimasyon çizgisi denir.

 

Batygin, "Eğer bir toz tanesiyseniz, diskte hatırı sayılır bir karşı rüzgar hissedersiniz çünkü gaz biraz daha yavaş yörüngede döner ve siz yıldıza doğru dönersiniz; ancak eğer buhar halindeyseniz, genişleyen diskteki gazla birlikte basitçe dışarı doğru hareket edersiniz. Dolayısıyla, buhardan katıya dönüştüğünüz yer, maddenin biriktiği yerdir." dedi.

Burada gezegenler oluşur ve bunlar daha sonra diskin gazıyla etkileşime girerek yıldızlarına doğru hareket ederler. Kendi Güneş Sistemimiz bir süper Dünya üretmedi çünkü onun oluştuğu bulutsu çok çalkantılıydı. Teori doğruysa, benzer büyüklükteki gezegenlerin modeli, şu ana kadar çok azı keşfedilmiş olan, yıldızlarından Dünya-Güneş mesafesinin yarısından fazla uzak olan dünyalar için geçerli olmayacaktır.

Daha önce Batygin ve Morbidelli, ön gezegen diskinin buzlarla dolu olduğu ve içe doğru göç ettiği yerlerde oluşan süper Dünyalar önermişti. Ancak bu doğru olsaydı, bu ötegezegenlerin tümü su açısından zengin olurdu. Makalelerinin yayınlanmasından bu yana geçen bir yıldan biraz daha uzun bir süre içinde, kayalık süper Dünyaların daha yaygın olduğu keşfedildi ve bu da yazarları yeniden düşünmeye zorladı. Ötegezegenler hızlı hareket eden bir alan haline geldi.

Makale Nature Astronomy'de yayınlandı.

Bu içerik IFLSCIENCE’da yayınlanmıştır.