13 milyar yıllık sır ortaya çıktı: Erken evrenin gezegenleri nasıl oluştu?

2000’lerin başında, Hubble Uzay Teleskobu, Samanyolu’nda yaklaşık 13 milyar yıl önce oluşmuş, Jüpiter’den 2,5 kat büyük olan ve şimdiye kadar keşfedilen en eski gezegeni gözlemledi.

Bu gezegen, evrenin doğumundan yalnızca bir milyar yıl sonra ortaya çıkmıştı. Kısa süre içinde diğer eski gezegenlerin keşfi de gerçekleşti.

Ancak bu durum bilim insanlarını şaşkına çevirdi çünkü erken evrende oluşan yıldızların çoğunlukla hafif elementlerden, yani hidrojen ve helyumdan oluşması bekleniyordu.

Gezegenleri oluşturan karbon ve demir gibi ağır elementler ise neredeyse hiç mevcut değildi.

Astronomlar, bu hafif elementlerden oluşan yıldızların çevresindeki toz ve gaz disklerinin yıldızın kendi radyasyonu tarafından birkaç milyon yıl içinde dağıtılması gerektiğini düşünüyorlardı.

Böylece geriye bir gezegen oluşturacak malzeme kalmıyordu.

O dönem bilim insanları, yıldızların çevresinde uzun ömürlü bir gezegen diski oluşturmak için gereken ağır elementlerin ancak daha sonraki süpernova patlamalarıyla oluşabileceğini öne sürüyordu.

Ancak JWST, bu eski yıldızlara benzer modern yıldızları yakından inceledi ve Hubble’ın yanılmadığını kanıtladı.

The Astrophysical Journal’da yayımlanan yeni bir araştırmaya göre, ağır metalik elementlerin az olduğu durumlarda gezegen disklerinin daha önce düşünüldüğünden çok daha uzun süre dayanabileceği ortaya çıktı.

DAYANIKLI GEZEGEN DİSKLERİ

Avrupa Uzay Araştırma ve Teknoloji Merkezi’nden astronom Guido De Marchi, “Bu yıldızların gerçekten de disklerle çevrili olduğunu ve hatta nispeten ileri bir yaş olan 20 ila 30 milyon yılda bile malzeme çekmeye devam ettiklerini görüyoruz. Bu da, bu yıldızların etrafında gezegenlerin oluşması ve büyümesi için bizim galaksimizdeki yakın yıldız oluşum bölgelerine kıyasla daha fazla zaman olduğu anlamına geliyor.” dedi.

JAMES WEBB’İN GÖZLEMLERİ

JWST, NGC 346 adı verilen bir yıldız oluşum kümesindeki yıldızların tayfını (farklı ışık dalga boylarının ölçümü) inceledi.

Bu kümenin koşulları, hidrojen ve helyum gibi hafif elementlerin bol olduğu ve metalik veya diğer ağır elementlerin nispeten az olduğu erken evrendeki koşullara benziyor.

Bu küme, Dünya’dan 199 bin ışık yılı uzaklıkta bulunan Küçük Macellan Bulutu adlı galakside yer alıyor.

Bu yıldızlardan ve çevrelerinden yayılan ışık ve elektromanyetik dalgalar, uzun ömürlü gezegen disklerine ev sahipliği yaptıklarını ortaya çıkardı.

Hafif elementlerden oluşan yıldızlar, radyoaktif bozunmaya uğrayan ağır elementlerden neredeyse hiç barındırmaz.

Bu radyoaktif elementlerin eksikliği, yıldızın gezegen diskini itmek için daha az güce sahip olması anlamına gelir.

Bu nedenle, bu yıldızların etrafındaki diskler, daha ağır elementler içeren yıldızların çevresindeki disklerden çok daha uzun süre dayanabilir.

Sadece hafif elementlerden oluşan bir yıldızın, çok büyük bir toz ve gaz bulutundan oluşması gerekir.

Bu ekstra büyük toz bulutu, yeni oluşan yıldızın çevresinde devasa bir disk bırakır ve bu disk, hafif elementlerden oluşan yıldızlar ağır elementli yıldızlar kadar radyasyon yaymış olsa bile, dağılması çok uzun sürebilir.

“BU GERÇEKTEN ÇOK HEYECAN VERİCİ”

Çalışmanın ortak yazarı Elena Sabbi  “Bu keşif, bir gezegenin nasıl oluştuğu ve bu farklı ortamlarda hangi tür sistem mimarilerinin var olabileceği konusunda önemli sonuçlara yol açıyor. Bu gerçekten çok heyecan verici.” diye konuştu.

James Webb Uzay Teleskobu’nun bu keşfi, erken evrenin koşullarında gezegen oluşumunu anlamamızda devrim niteliğinde bir adım atmamızı sağladı ve gökbilimcilerin yıldız sistemlerinin mimarisini yeniden değerlendirmesine olanak tanıdı.