eso1619tr — Bilim Bülteni

Gezegen Oluşum Diskinde İlk Kez Metil Alkol Tespiti

15 Haziran 2016

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) TW Hydrae öncül gezegen diskinde organik molekül metil alkol (metanol) izine rastladı. Bu genç bir gezegen oluşum diskinde bu tür bir bileşiğe ilişkin tespit oldu. Metanol tartışmasız bir şekilde bir buzul bir formdan oluşan disklerde şimdiye kadar keşfedilmiş olan tek karmaşık organik moleküldür. Tespit edilmesi gökbilimcilerin gezegen sistemlerini oluşumu sırasında gerçekleşen kimyasal süreçleri anlayabilmeleri açısından önemli olup bu da sonuç olarak yaşam için gerekli olan bileşenlerin oluşumuna gitmektedir.

Genç yıldız TW Hydrae’nin etrafındaki öncül-gezegen diski Yeryüzü’ne yakınlığı ile bilinir, ve yaklaşık 170 ışık-yılı uzaklıktadır. Bu nedenle gökbilimcilerin diskleri araştırabilmesi için uygun bir kaynaktır. Bu sistem gökbilimcilerin dört milyar yıl önce Güneş Sistemi’nin nasıl göründüğüne ilişkin görüşlerini yakın bir şekilde temsil etmektedir.

Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizgesi (ALMA) yakın disklerdeki soğuk gaz dağılımı ile kimyasal bileşimleri görüntülemek için var olan en güçlü teleskoptur. Bu eşsiz yetenekler şimdilerde Catherine Walsh (Leiden Gözlemevi, Hollanda) liderliğindeki bir grup gökbilimci tarafından TW Hydrae öncül-gezegen diskinin kimyasını araştırmak üzere kullanılıyor.

ALMA gözlemleri ile ilk kez bir öncül-gezegen diskinde gaz halinde metil alkol ya da metanol (CH3OH) izine rastlandı. Metanol, metanın bir türü olup, şimdiye kadar disklerde tespit edilmiş olan en büyük karmaşık organik moleküllerden biridir. Öncül-gezegenimsi nesnelerdeki varlığını tespit etmek organik moleküllerin gelişim aşamasındaki gezegenlerle olan bağını anlamak için önemli bir adımdır.

Bununla birlikte, metanolün kendisi temel prebiyotik öneme sahip olan daha karmaşık türler için bir yapı taşıdır, örneğin amino asit bileşikleri gibi. Sonuç olarak, metanol yaşam için gerekli olan zengin organik kimyanın ortaya çıkması için önemli bir role sahiptir.

Çalışmanın baş yazarı Catherine Walsh şu açıklamaları yapıyor: “Bir öncül-gezegen diskinde metanolü bulmak ALMA’nın disklerdeki karmaşık organik buz rezervlerini tespit etmedeki eşsiz yeteneğini göstermiş oluyor, bu sayede, ilk kez, zamanda geriye giderek Güneş-benzeri genç bir yıldızın etrafında oluşmakta olan bir gezegenin karmaşık kimyasının kökenine bakabiliyoruz.

Öncül-gezegen disklerinde gaz halinde bulunan metanolün astrokimyada oldukça önemli bir yeri var. Uzayda keşfedilen diğer türler sadece gaz-fazı kimyası ile oluşurken, ya da hem gaz hem de katı-hal birleşimi ile meydana gelirken, metanol sadece buz halindeki toz taneciklerinin yüzeyinde gerçekleşen reaksiyonlarla oluşan bir karmaşık organik bileşiktir.

ALMA’nın keskin görüşü sayesinde gökbilimciler aynı zamanda TW Hydrae diskindeki metanol gazının dağılımını da görüntüledi. Halka-benzeri bir yapıyı keşfetmelerinin yanı sıra merkezi yıldıza yakın bir yerden kayda değer bir gaz salınımı olduğunu da gözlediler [1].

Gaz halindeki metanolün dağılım bilgisiyle birlikte gözlenmiş olması, diskin buzlu taneciklerinde oluşarak sonradan gaz halinde salındığı anlamına geliyor. Bu ilk gözlemler metanolün buz-gaz geçişi [2] ile ilgili bilmeceyi ortaya çıkarmaya yardım edebileceği gibi, astrofiziksel ortamlardaki kimyasal süreçlerin de genel olarak anlaşılmasını sağlayacaktır [3].

Çalışmanın eş-yazarı Ryan A. Loomis şunları ekliyor: “Diskte gaz halinde bulunan metanolün varlığı yıldız ve gezegen oluşum sürecinin erken dönemlerindeki zengin organik süreçlerin tartışmasız bir göstergesidir. Bu sonuçların oldukça genç gezegen sistemlerindeki organik maddelerin nasıl bir araya geldiği hakkındaki bilgilerimize etkisi büyük olacak.

Soğuk gaz-fazındaki metanolün bir öncül-gezegen diskindeki bu başarılı ilk tespiti, disklerdeki buzlu kimyanın oluşumunun artık keşfedilebileceği, bunun da gezegen oluşum bölgelerindeki karmaşık organik kimyanın gelecekteki tespitlerinin önünü açacağı anlamına geliyor. Yaşam-içeren ötegezegen avında gökbilimcilerin artık güçlü bir yeni araca erişimleri var.

Notlar

[1] 30 ila 100 astronomi birimi (au) arasındaki metanol halkası ALMA ile elde edilen gözlemsel metanol verilerindeki düzeni oluşturmaktadır. Tespit edilen yapıya göre öne çıkan görüş diskteki buz rezervi öncelikle gazdan ayrılarak yıldıza doğru sürüklenen, 50 au’ya kadar olan iç kısımdaki daha büyük (milimetre-boyutlarına kadar) toz taneciklerinde barındırılmaktadır.

[2] Bu çalışmada ısısal salmadan (süblimleşme sıcaklığının üzerindeki sıcaklıklarda metanol salınımı) ziyade, ekip olarak diğer mekanizmalar desteklendi ve tartışıldı, bunlar arasında mor-ötesi fotonlarla ortaya çıkan ışıkla-salınım ve reaktif salınım bulunuyor. Daha ayrıntılı ALMA gözlemleri bu görüşlerden birini öne çıkarmaya yardımcı olacaktır.

[3] Diskin orta-düzlemindeki kimyasal türlerin bileşimindeki radyal (dikey) değişim, ve özellikle buz-çizgisinin konumu oluşmakta olan gezegenlerin kimyasını anlamak için kritik önemdedir. Buz-çizgisi özel bir uçucu kimyasal türün toz tanecikleri üzerinde donduğu sınırın ötesine işaret etmektedir. Diskin daha soğuk dış kısımlarında metanolün tespit edilmesi, süblimleşme sıcaklığının altında – ısısal salmayı tetiklemek için gerekli olan – sıcaklıklarda taneciklerden kaçabildiğini göstermektedir.

Daha fazla bilgi

Bu çalışma Catherine Walsh ve arkadaşlarınca kaleme alınan “First detection of gas-phase methanol in a protoplanetary disk” başlıklı bir makale olarak Astrophysical Journal adlı derginin 823 Cilt numaralı 1. Sayısında yayımlanmıştır.

Araştırma ekibinde Catherine Walsh (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Hollanda), Ryan A. Loomis (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, ABD), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, ABD), Mihkel Kama (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Hollanda), Merel L. R. van't Hoff (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Hollanda), Tom J. Millar (School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast, Belfast, BK), Yuri Aikawa (Center for Computational Sciences, University of Tsukuba, Tsukuba, Japonya), Eric Herbst (Departments of Chemistry and Astronomy, University of Virginia, Charlottesville, Virginia, ABD), Susanna L. Widicus Weaver (Department of Chemistry, Emory University, Atlanta, Georgia, ABD) ve Hideko Nomura (Department of Earth and Planetary Science, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japonya) 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. 16 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Brezilya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere. 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 Ankara Üniversitesi (Ankara), Çağ Üniversitesi (Mersin), Başkent Üniversitesi (Ankara), İstanbul Üniversitesi (İstanbul), İzmir Yüksek Teknoloji Üniversitesi (İzmir) ve Max Planck Yer-Ötesi Fiziği Enstitüsü’nden (Almanya) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 (1250)
Cep: +90 538 614 29 38
E-posta: arif.solmaz@gmail.com

Catherine Walsh
Leiden Observatory
Leiden University, The Netherlands
Tel: +31 71527 ext 6287
E-posta: cwalsh@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6655
Cep: +49 151 1537 3591
E-posta: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1619.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1619tr
Adı:TW Hydrae
Tür:Milky Way : Star : Circumstellar Material : Disk : Protoplanetary
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2016ApJ...823L..10W

Görüntüler

Ressam gözüyle genç yıldız TW Hydrae etrafındaki disk
Ressam gözüyle genç yıldız TW Hydrae etrafındaki disk
Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
sadece İngilizce
ALMA image of the disc around the young star TW Hydrae
ALMA image of the disc around the young star TW Hydrae
sadece İngilizce

Videolar

Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
Artist’s impression of the disc around the young star TW Hydrae
sadece İngilizce
Methanol around the young star TW Hydrae
Methanol around the young star TW Hydrae
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...