eso1818tr — Bilim Bülteni

ALMA Yeni Doğan Yıldızın Etrafında Gezegen Üçlüsü Keşfetti

Gökadamızdaki en genç gezegenler için yeni bir yöntem

13 Haziran 2018

ALMA’yı kullanan iki bağımsız gökbilimciler ekibi yeni doğan yıldız HD 163296 etrafındaki üç genç gezegene dair ikna edici kanıtları gözler önüne serdi. Yeni bir gezegen-bulma yöntemi kullanan gökbilimciler genç yıldızın etrafındaki gaz diskinde üç adet tedirginlik tespiti yaptı: yeni oluşmuş gezegenlerin bu yörüngede bulunduğuna dair en güçlü kanıt. Bunlar ALMA tarafından keşfedilen ilk gezegenler olarak göz önüne alınmaktadırlar.

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) genç yıldızların etrafındaki gaz ve tozla-dolu  gezegen fabrikaları olan öncül-gezegen diskleri alanındaki anlayışımızı değiştirmiştir. Bu disklerdeki halkalar ve boşluklar öncül-gezegenlerin varlığına dair ilgi çekici ikinci derece kanıtlar sunmaktadır [1]. Bununla birlikte, diğer olgular da bu özelliklerden sorumlu olabilmektedir.

Ancak şimdi yeni bir gezegen-avlama yöntemi kullanan iki farklı gökbilimciler ekibi genç bir yıldızın etrafındaki gezegen oluşum diski içindeki gaz akışında meydana gelen beklenmedik desenleri tespit ederek, yeni doğmuş bir yıldızın etrafındaki yörüngede dolanan yeni oluşan gezegenlerin belirgin, ayırt edici özelliklerini onayladı [2].

Bir öncül-gezegen diski içindeki gaz akışını ölçmek genç bir yıldızın etrafındaki gezegenler hakkında daha fazla kesinlik sağlıyor,” diyor iki makaleden birinin başyazarı Avustralya’daki Monash Üniversitesi’nden Christophe Pinte. “Bu yöntem gezegen sistemlerinin nasıl oluştuklarına dair ümit vadedici yeni bir yön sunuyor”.

Her biri kendi keşfini yapmak üzere ekipler Dünya’dan 330 ışık-yılı uzaklıkta Yay takımyıdızı doğrultusunda yer alan HD 163269’un ALMA gözlemlerini analiz etti [3]. Güneş’in iki katı kütlesine sahip olan bu yıldız sadece dört milyon yıl yaşında — Güneş’in yaşının binde biri kadar.

Yıldızın öncül-gezegen diskindeki yerel, küçük-ölçekli gaz hareketine baktık. Bu tamamen yeni yaklaşımla ALMA’nın yüksek çözünürlüklü görüntüleri sayesinde gökadamızdaki en genç gezegenlerden bazılarını ortaya çıkarabiliriz,” diyor diğer makalenin baş yazarı Michigan Üniversitesi’nden gökbilimci Richard Teague.

Disk içindeki toza odaklanmaktansa, ki daha önceki ALMA gözlemleriyle açık bir şekilde görüntülenmişti, gökbilimciler disk boyunca yayılan karbon monoksit (CO) gazını araştırdı. CO molekülleri milimetre-dalgaboyunda ayırt edici çok özel bir ışık yaymakta ve ALMA da bunu ayrıntılı bir şekilde gözleyebilmektedir. Doppler etkisi nedeniyle bu ışığın dalgaboyunda meydana gelen göze çarpmayan değişiklikler  disk içindeki gaz hareketlerini ortaya çıkarmaktadır.

Teague liderliğindeki ekip yıldızdan 12 milyar ve 21 milyar kilometer uzaklıktaki iki gezegeni tespit etti. Pinte liderliğindeki diğer ekip ise yıldızdan yaklaşık 39 milyar kilometer uzaklıktaki bir gezegeni tespit edebildi [4].

İki ekip aynı yöntemin çeşitli varyasyonlarını kullanarak gaz akışındaki anomalilikleri aradı — CO salmasının dalgaboyundaki kayma buna kanıt oldu — bu da gazın büyük kütleli bir nesne ile etkileştidiğini göstermektedir [5].

Teague tarafından kullanılan teknik, gaz akışındaki ortalama değişimleri yüzde bir kaç küçüklüğüne kadar elde edilmesini sağlayarak çoklu gezegenlerin yıldıza yakın bölgedeki gaz hareketleri üzerindeki etkiyi ortaya çıkarmaktadır. Pinte tarafından kullanılan teknikte ise gaz akışı daha doğrudan ölçülerek diskin daha dış kısımları ölçülebilmektedir. Bu yazarların üçüncü gezegenin yerini daha hassas bir şekilde belirlemesini sağlamakta ancak yaklaşık olarak % 10’dan büyük akış değişimlerini takip edebilmektedir.

Her iki durumda da, araştırmacılar gaz akışının çevresindekilerle uyuşmadığı alanları tespit etmişlerdir — bir nehirdeki taşın etrafında oluşan minik bir girdap gibi. Bu hareketi dikkatlice analiz ederek Jüpiter’e benzer kütledeki gezegensel nesnelerin etkilerini kolayca görebilmişlerdir.

Bu yeni yöntem gökbilimcilerin öncül-gezegenimsi kütleleri daha hassas olarak ölçmelerini ve daha az oranda hataya düşmelerini sağlamaktadır. “Artık ALMA’yı gezegen tespiti işinin başına ve merkezine alıyoruz,” diyor eş-yazar Michigan Üniversitesi’nden Ted Bergin.

Her iki ekip de bu yöntemi iyileştirmeye devam edecek ve diğer disklere uygulayacaklar. Bu sayede bir gezegenin doğumu sırasında atmosferlerinin nasıl oluştuğu ve hangi elementlerin ve moleküllerin burada yer aldığı daha iyi bir şekilde anlaşılabilecek.

Notlar

[1] Geçtiğimiz yirmi yılda binlerce ötegezegen keşfedilmiş olsa da, öncül gezegenlerin tespiti bilimin sınırlarını zorlamaya devam etmiş ve şimdiye kadar kesin bir tespit olmamıştı. Ötegezegenleri bulmak için şu an kullanılan teknikler tamamen oluşmuş gezegenler için uygundur — bir yıldızın yer değiştirmesi ya da geçiş yapan gezegen nedeniyle yıldız ışığında meydana gelen sönümlenme — bu nedenle öncül gezegenlerin tespitinde kullanılamamaktadır.

[2] Bir gezegen varlığında yıldızın etrafındaki gazın hareketi oldukça basit ve tahmin edilebilir bir desen izlemektedir (Kepler dönmesi). Hem yeri hem de uyumu açısından her ikisini de başka bir nesnenin yerine getirmesi mümkün olmayan, sadece görece büyük kütleli bir nesnenin varlığında meydana gelebilecek tedirginliklerdir.

[3] ALMA’nın dikkat çekici HD 163269 görüntüleri ve benzer diğer sistemler öncül-gezegen disklerinde ve eş merkezli halkakarda merak uyandırıcı desenler ortaya çıkarmaktadır. Bu boşluklar öncül-gezegenlerin gaz ve tozu yörüngelerinden temizledikleri ve bir kısmını ise kendi atmosferlerinde kullandıklarına işaret edebilir.  Bu özel yıldız diskinin daha önceki bir çalışması toz ve gaz içindeki boşlukların üst üste bindiğini göstermekte bu da en azından iki gezegenin burada oluştuğuna işaret etmektedir.

Bu başlangıç gözlemleri ile gezegenlerin kütlelerini hassas bir şekilde tahmin etmek mümkün değildir.

[4] Bu Dünya Güneş arası mesafenin 80, 140 ve 260 katına karşılık gelmektedir.

[5] Bu yöntem on dokuzuncu yüzyılda Neptün gezegenin keşfine yol açan şeye benzerdir. O durumda Uranüs gezegenin hareketindeki bozulmalar bilinmeyen bir nesnenin kütleçekimsel etkisi ile takip edilmiş ve 1846 yılında görsel olarak keşfine ve Güneş Sistemi’ndeki gezegen sayısının sekize çıkmasını sağlamıştır.

Pinte ekibi tarafından kullanılan bu yöntem Perez ve arkadaşlarınca 2015 yılında The Astrophysical Journal Letters adlı dergide yayımlanan Planet formation signposts: observability of circumplanetary disks via gas kinematics başlıklı bir makaleye dayanarak gezegenin varlığını belirlemeye çalışmaktadır.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma Astrophysical Journal Letters adlı derginin aynı sayısında yayımlanmak üzere iki ayrı makale olarak hazırlanmıştır. İlki “Kinematic evidence for an embedded protoplanet in a circumstellar disc”, adıyla C. Pinte ve arkadaşlarınca, diğeri ise. “A Kinematic Detection of Two Unseen Jupiter Mass Embedded Protoplanets” başlığı ile  R. Teague ve arkadaşlarınca kaleme alınmıştır.

Pinte ekibinde: C. Pinte (Monash University, Clayton, Victoria, Avustralya; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Fransa), D. J. Price (Monash University, Clayton, Victoria, Avustralya), F. Ménard (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Fransa), G. Duchêne (University of California, Berkeley California, ABD; Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Fransa), W.R.F. Dent (Joint ALMA Observatory, Santiago, Şili), T. Hill (Joint ALMA Observatory, Santiago, Şili), I. de Gregorio-Monsalvo (Joint ALMA Observatory, Santiago, Şili), A. Hales (Joint ALMA Observatory, Santiago, Şili; National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, ABD) ve D. Mentiplay (Monash University, Clayton, Victoria, Avustralya) yer almaktadır.

Teague ekibinde: Richard D. Teague (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, ABD), Jaehan Bae (Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science, Washington, DC, ABD, Edwin A. Bergin (University of Michigan, Ann Arbor, Michigan, ABD), Tilman Birnstiel (University Observatory, Ludwig-Maximilians-Universität München, Munich, Almanya) and Daniel Foreman- Mackey (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, ABD) yer almaktadır.

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) uluslar-arası bir gökbilim tesisidir ve Şili Cumhuriyeti ile işbirliğinde bir ESO, ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Japonya Doğa Bilimleri Ulusal Enstitüleri (NINS) ortaklığıdır. ALMA Avrupa'da Üye Ülkeler adına ESO tarafından, NSF ile Kanada Ulusal Araştırma Vakfı (NRC) tarafından, Tayvan Ulusal Bilim Konseyi (NSC) ve Tayvan Sinica Akademisi (AS) tarafından, NINS ve Kore Gökbilim ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (KASI) işbirliği ile finanse edilmektedir.

ALMA'nın yapımı ve işletilmesi Avrupa kısmında Üye Ülkeler adına ESO tarafından, Kuzey Amerika kısmında Üniversiteler Birliği Kuruluşu (AUI) tarafından yönetilen Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından, Doğu Asya kısmında Japonya Ulusal Gökbilim Gözlemevi (NAOJ) tarafından yürütülmektedir. Birleşik ALMA Gözlemevi (JAO), birleştirilmiş liderliği ve ALMA'nın oluşturulması, idaresi ve işletilmesinin yönetimini sağlamaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 15 Üye Ülke: Avusturya, Belçika,  Çekya, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere ile ev sahibi Şili ve stratejik ortak Avustralya tarafından desteklenmektedir. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi, Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 (1250)
E-posta: arif.solmaz@gmail.com

Christophe Pinte
Monash University
Clayton, Victoria, Australia
Tel: +61 4 90 30 24 18
E-posta: christophe.pinte@univ-grenoble-alpes.fr

Richard Teague
University of Michigan
Ann Arbor, Michigan, USA
Tel: +1 734 764 3440
E-posta: rteague@umich.edu

Calum Turner
ESO Assistant Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
E-posta: calum.turner@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1818.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1818tr
Adı:HD 163296
Tür:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Planetary System
Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2018ApJ...860L..13P

Görüntüler

ALMA Discovers Trio of Infant Planets
ALMA Discovers Trio of Infant Planets
sadece İngilizce
Planets in the making
Planets in the making
sadece İngilizce
The young star HD 163296 in the constellation of Sagittarius
The young star HD 163296 in the constellation of Sagittarius
sadece İngilizce
Surroundings of the young star HD 163296
Surroundings of the young star HD 163296
sadece İngilizce
ALMA Discovers Trio of Infant Planets
ALMA Discovers Trio of Infant Planets
sadece İngilizce

Videolar

ESOcast 164 Light: ALMA Discovers Trio of Infant Planets (4K UHD)
ESOcast 164 Light: ALMA Discovers Trio of Infant Planets (4K UHD)
sadece İngilizce
Zooming in on the young star HD 163296
Zooming in on the young star HD 163296
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...