Dünya ve Ay’da sahip olduğumuz bir gezegen-uydu sistemi ile ikili bir gezegen – kozmik bir do-si-do içinde birbirinin etrafında dönen iki gezegen arasındaki fark nedir?
Ben yakındaki yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerle ilgilenen bir astronomum ve gaz devleri – güneş sistemimizdeki Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün – tespit edilmesi en büyük ve en kolay gezegenlerdir. Gazlı atmosferlerindeki ezici basınç, yaşama misafirperver olma ihtimallerinin düşük olduğu anlamına gelir. Ancak bu tür gezegenlerin yörüngesinde dönen kayalık uydular daha hoş koşullara sahip olabilir. Geçen yıl, gökbilimciler güneş sistemimizin dışında başka bir gaz devi gezegenin yörüngesinde dönen gezegen büyüklüğünde bir dış uydu keşfettiler.
Yeni bir makalede , bu ekzomun gerçekten ele geçirilmiş bir gezegen olarak adlandırılan şey olduğunu savunuyorum.
Tespit edilen ilk ‘exomoon’ gerçekten bir ay mı?
Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde dönen Gerçek Dünya analoglarını, büyük Keck teleskoplarıyla bile tespit etmek çok zordur . Ev sahibi yıldız daha az kütleliyse, görev daha kolaydır. Ancak gezegenin yeterince sıcak olması için yıldıza daha yakın olması gerekir ve yıldızın yerçekimi gelgitleri, gezegeni kalıcı bir sıcak taraf ve kalıcı bir soğuk taraf olan bir durumda tutabilir. Bu, bu tür gezegenleri, yaşamı barındırabilecek potansiyel bir konum olarak daha az çekici hale getirir. Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde dönen gaz devlerinin kayalık uyduları olduğunda, bunlar yaşam bulmak için daha olası yerler olabilir.
2018’de Columbia Üniversitesi’nden iki gökbilimci, kendisi başka bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegenin yörüngesinde dönen bir uydu olan bir dış uydunun ilk geçici gözlemini bildirdi. Merak edilen bir özellik, bu dış uydu Kepler-1625b-i’nin güneş sistemimizde bulunan herhangi bir aydan çok daha büyük olmasıydı. Neptün’e benzer bir kütleye sahiptir ve Jüpiter’e benzer büyüklükte bir gezegenin yörüngesinde dolanır.
Gökbilimciler, Jüpiter ve Satürn gibi gezegenlerin uydularının Dünya’nın sadece yüzde birkaçı kütleye sahip olmasını bekliyorlar. Ancak bu yeni exomoon, güneş sistemimizin karşılık gelen gövdelerinden – sırasıyla Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesinde bulunan Ganymede ve Titan gibi aylardan – neredeyse bin kat daha büyüktü. Bu kadar büyük bir uydunun oluşumunu, mevcut ay oluşum modellerini kullanarak açıklamak çok zordur.
Geliştirdiğim yeni bir modelde, böylesine büyük bir ekomoonun gerçekten ele geçirilmiş bir gezegen olduğu farklı bir süreçle nasıl oluştuğunu tartışıyorum .
Büyük ve küçük tüm gezegenler, kayalık bir çekirdek oluşturmak için asteroit boyutundaki cisimleri bir araya getirerek başlar. Bir gezegen sisteminin evriminin bu erken aşamasında, kayalık çekirdekler hala ana yıldızın oluşumundan kalan gazlı bir diskle çevrilidir. Bir çekirdek, 10 Dünya’ya eşdeğer bir kütleye ulaşacak kadar hızlı büyüyebilirse, o zaman çevreleyen alandan gaz çekecek ve Jüpiter ve Satürn’ün devasa boyutuna büyüyecek yerçekimi gücüne sahip olacaktır. Bununla birlikte, yıldız diskteki gazın çoğunu, yeni oluşan bir yıldızı çevreleyen tozu ve gazı boşalttığı için bu gaz birikimi kısa ömürlüdür.
Yakınlarda büyüyen iki çekirdek varsa, kaya ve gazı yakalamak için rekabet ederler. Bir çekirdek biraz daha büyürse, avantaj elde eder ve mahalledeki gazın büyük kısmını kendisi için yakalayabilir. Bu, ikinci cismi yakalayacak daha fazla gaz olmadan bırakır. Komşusunun artan yerçekimi, daha küçük gövdeyi çok büyük de olsa bir uydu rolüne sürükler. Eski gezegen, gaz yakalama yarışında onu yenen gezegenin yörüngesinde dönen süper boyutlu bir ay olarak bırakılır.
Tarihe bir bakış olarak kalıntı bir çekirdek
Bu bağlamda bakıldığında, ele geçirilen gezegenin yaşanabilir olması pek olası değildir. Büyüyen gezegen çekirdekleri, onları daha çok Uranüs ve Neptün gibi yapan gazlı zarflara sahiptir – daha büyük komşusu tarafından bu kadar kaba bir şekilde kesilmeseydi Jüpiter olacak bir kaya, buz ve gaz karışımı.
Ancak, neredeyse ilginç olan başka çıkarımlar da var. Dev gezegenlerin çekirdeklerini incelemek çok zordur, çünkü bunlar yüzlerce Dünya kütlesi hidrojen ve helyum altında gömülüdür. Şu anda, JUNO misyonu bunu Jüpiter için yapmaya çalışıyor. Bununla birlikte, bu ekzoonun özelliklerini incelemek, gökbilimcilerin gaz halindeki kabuğundan sıyrıldığında dev bir gazlı gezegenin çıplak çekirdeğini görmelerini sağlayabilir. Bu, Jüpiter’in şu anki muazzam boyutuna ulaşmadan önce neye benzediğinin bir görüntüsünü sağlayabilir.
Bu exomoon sistemi Kepler-1625b-i, mevcut teknolojiyle algılanabilenin tam sınırında. Teleskop yeteneklerindeki gelecekteki gelişmelerle ortaya çıkarılabilecek bunun gibi daha birçok nesne olabilir. Gökbilimcilerin ötegezegen sayımı artmaya devam ettikçe, dış ay ve onun ev sahibi gibi sistemler, biz ilerledikçe daha önemli hale gelecek bir konuyu vurguluyor. Bu dış ay, bir gezegenin özelliklerinin yalnızca kütlesinin ve konumunun bir sonucu olmadığını, geçmişine ve içinde oluştuğu çevreye bağlı olabileceğini ortaya koymaktadır.