Gezegenlerin oluÅŸum teorileri altüst oldu

Ãœnlü Hubble uzay teleskobunun benzer bir versiyonu olan Spitzer teleskopunun elde ettiÄŸi müthiÅŸ görüntüler eÅŸliÄŸinde, doÄŸada gezegenlerin nasıl oluÅŸtuÄŸu yeniden tartışıldı. Discovery dergisinin temmuz sayısı da, New York’ta yapılan bu önemli konferanstaki yeni bilgilere ve görüntülere geniÅŸ bir yer ayırdı.Hubble kadar güçlü olan uzay teleskobu Spitzer, geçen yaz ayında uzaya gönderilmiÅŸti. Görünen ışıktan farklı olarak kızılötesi ışınları da yakalayabilecek ÅŸekilde tasarlanmış olan Spitzer, yoÄŸun toz katmanına nüfuz edip yıldızlar ve gezegenlerin oluÅŸtuÄŸu yıldızlararası bulutları da inceleyebiliyor. Birkaç aylık bir çalışma süresinin ardından teleskop zaten yaratıcılarının iyimser beklentilerini fazlasıyla aÅŸmıştı. Spitzer yalnızca yeni oluÅŸan gezegenlerle ilgili kanıtlar elde etmekle kalmadı, gezegenlerin doÄŸumunun sanıldığından çok daha karmaşık ve çeÅŸitlilik içeren bir süreç olduÄŸunu ortaya koydu. Gerçek ÅŸu ki, astronotlar hala gezegenlerin kökeniyle ilgili fazla bilgiye sahip deÄŸil; ancak bu konudaki bulgular hızla artıyor. Uzun süre uzay bilim adamlarının inceleyebildiÄŸi tek güneÅŸ sistemi 4.6 milyon yıl önce oluÅŸmuÅŸ olan bizim güneÅŸ sistemimizdi. Son on yılda yıldızların etrafında gezegenlerin keÅŸfi ve karmaşık bilgisayar simülasyonlarının geliÅŸmesi sayesinde, aslında güneÅŸ sistemimizin son derece tuhaf olduÄŸu ortaya çıktı. Spitzer’in bulguları doÄŸanın sandığımızdan çok daha ilginç olduÄŸuna iÅŸaret ediyor. Gezegenler her tür yörüngede ve yıldızlardan her tür uzaklıkta oluÅŸabiliyor. Aynı zamanda bu oluÅŸum mevcut herhangi bir teorik standarda uyuÅŸmayan iÅŸlemlerle gerçekleÅŸiyor. Küçük kayalık oluÅŸumlar milyonlarca yıllık bir süreçte aÅŸamalı olarak ortaya çıkarken, Jüpiter gibi devasa gezegenlerin meydana gelmesi için birkaç yüzyıl yeterli olabiliyor.Spitzer’in keÅŸfettiÄŸi sırlarTüm bu çeÅŸitlilik de sayısız tuhaf ancak aynı zamanda çoÄŸunun da Dünyamıza benzediÄŸi dünyalar içeriyor. Ä°ÅŸte Spitzer de bizim güneÅŸ sistemimizi yaratmış olan ve ÅŸu an belki yıldızların çevresinde yeni yaÅŸanabilir dünyalar yaratmakla meÅŸgul gezegen oluÅŸturma mekanizmasının sırlarını ortaya koyduÄŸu için Rochester’daki konferansa katılanlar son derece heyecanlıydı.Astronotlar uzun yıllar önce gezegenlerin nasıl oluÅŸtuÄŸuyla ilgili reçeteyi keÅŸfettilerse de, bu o kadar basit deÄŸil. ÖrneÄŸin, yıldızlararası molekül bulutunu ele alalım Äž temelde soÄŸuk gaz ve tozdan oluÅŸan bir küme Äž yavaşça salladıktan sonra parçacıkların dibe çökmesi için bekleyelim. Gaz ile toz kendi ağırlıklarının etkisiyle çöktüklerinde, bu maddenin hacmi merkezde yoÄŸunlaÅŸarak bir ön yıldız yaratır. Bu arada, ilk baÅŸtaki bulutta hafif bir rotasyon bile bulut büzüşürken anormal ÅŸekilde büyür. Ä°lk baÅŸtaki bükme hareketi maddeyi içe doÄŸru eÄŸilen ve bir milyon yıl boyunca, doÄŸmuÅŸ olan yıldızın üzerine yaÄŸan bir gaz ve toz dairesine dönüştürür. Jüpiteri andırıyorGezegenler arta kalan parçacıklardan dairenin düzeyinde oluÅŸmaya baÅŸlarlar. Bu süreç güneÅŸ sistemimizdeki gezegenlerin yörüngede aynı doÄŸrultuda ve aynı düzlemde dönme nedenlerini açıklıyor.Tüm bu açıklamalar aydınlatıcı olsa da, gezegenlerin yıldızların artıklarından nasıl oluÅŸtuklarıyla ilgili ayrıntılar hala tam olarak bilinmiyor. Washington’daki Carnegie Enstitüsü’nden Alan Boss, Santa Cruz’daki Kaliforniya Ãœniversitesi’nden Douglas Lin ve NASA’dan Jack Lissaur gezegenlerin oluÅŸumuyla ilgili karmaşık modeller geliÅŸtirdi.Bu teoriler, astronotların ilk kez güneÅŸ sistemimiz dışında diÄŸer yıldızların etrafında dönen gezegenleri keÅŸfetmeye baÅŸlattıkları 10 yıl öncesine dayanıyor. Bu yabancı güneÅŸ sistemlerinin bizimkilere hiçbir ÅŸekilde benzememesi büyük bir sürpriz olmuÅŸtu. ÇoÄŸu, baÄŸlı oldukları yıldızların çok yakınında dönen ve 500 derecenin üzerinde kızaran devasa gaz kütleleri olup Jüpiter’i andırıyorlardı. Gezegenlerin oluÅŸum teorisiAraÅŸtırmacılar gezegenlerin ilk baÅŸta oluÅŸtukları yerlerde kaldıklarını düşünüyorlardı ancak sıcak Jüpiterler’in varlığı yörüngelerin gezegenin yeni oluÅŸtuÄŸu zamanlarda genellikle kökten yer deÄŸiÅŸtirdiklerini gösteriyor. Jüpiter benzeri devasa gaz kütleleri için oluÅŸum teorileri iki temele dayanıyor. Buna göre dairenin büyük bir parçası yerçekimi bakımından istikrarsız bir hale gelip kendi üzerinde çöktüğünde gezegen hemen oluÅŸabiliyor. Bazı modellere göre bu tür istikrarsızlıklar birkaç yüz yıl içinde hatta belki de bir insan ömrü süresinde gezegen oluÅŸturabiliyor ancak bunun için dairenin son derece yoÄŸun ve soÄŸuk olması gerekiyor. OluÅŸum süreciGezegenin oluÅŸum süreci ÅŸu ÅŸekilde ilerliyor: Toz zerrecikleri birbirlerine yapışıp çakıl taşı büyüklüğüne kütlelere, bu kütleler ise sırasıyla iri kaya parçalarına, asterodilere v.s. dönüşerek en son aÅŸamada kayadan bir gezegenin özünü meydana getiriyorlar. Bu öz gazları daireye çekecek güçte yerçekimine sahip olduÄŸunda bir atmosfer biriktirmeye baÅŸlıyor. Özün geliÅŸimi olarak adlandırılan bu süreç belirsizliklerle dolu.Bilgisayar simülasyonları genç, dünya benzeri gezegenlerin daha yavaÅŸ oluÅŸtuklarını ortaya koyuyor. Ancak tüm bunlar varsayımdan öteye gidemiyor.Arizona Ãœniversitesi’nden George Rieke, bu sürecin binlerce yıl mı yoksa 10 milyon yıl mı sürdüğünün bilinmediÄŸini, ancak artık Spitzer’ın bu konuda somut veriler ortaya koyabildiÄŸini ifade ediyor.1970’lerde baÅŸlayan projeBilim adamları yıllarca Spitzer teleskopunun hayata geçirilip geçirilemeyeceÄŸini tartıştılar. Bu fikir ilk kez 1970’li yıllarda uzay istasyonunun etrafında belli sınırlarda dolaÅŸabilecek kızılötesi bir gözlem istasyonu tasarlanması ÅŸeklinde ortaya konuldu. Nasa’nın yeni kızılötesi gözüŞimdiye kadar uzaya gönderilmiÅŸ kızılötesi gözlem araçlarından en geliÅŸmiÅŸi olan Spitzer Uzay Teleskobu ışığa duyarlı Hubble Uzay Teleskobu’yla Chandra X-ray Gözlem Ä°stasyonu’nu tamamlıyor. Herhangi bir sıcak nesne kızılötesi ışın yaydığından Spitzer en ufak bir ısıyı algılaması için eksi 37 dereceye kadar ısıtılıyor. Büyük bir kalkan güneÅŸ ışınlarını bloke ederken teleskop Dünya ısısının kilometrelerce uzağında dönüyor. Sonuçta da aygıt yalnızca yeni oluÅŸan yıldızları ve gezegenleri deÄŸil pek çok deÄŸiÅŸik gökyüzü nesnesinin görüntüsünü sunuyor. Teleskopun keÅŸifleri arasında ÅŸunlar sayılabilir:- Görünen evrenin kıyısındaki genç galaksilerde beli belirsiz gözüken büyük kara delikler- Galaksimizin çevresinde dönen, daha önce bilinmeyen büyük bir eski yıldız kümesi- Bir galaksi bir diÄŸerini yarıp geçerken ortaya çıkabilen devasa gaz kabarcıkları- Tozun içine gömülü oldukları için ÅŸimdiye kadar görünmeyen son derece parlak galaksi kümesi- DiÄŸer yıldızların etrafında dönen iki olgun gezegen ilk defa doÄŸrudan görüntülendi. Spitzer bunların sıcaklığının 700 dereceyi aÅŸtığını belirledi.Kızılötesi ışınlar, elektromanyetik dalgaları görünür ışıktan biraz daha uzun oldukları için uzayın karanlık bölgeleri olan toz bulutlarının içine de iÅŸleyebiliyorlar. (Teleskop adını daha 1940’lı yıllarda uzayda gözlem istasyonu kurma fikrini ortaya atan ünlü astronomi bilgini Lyman Spitzer Jr.’dan alıyor). 1980’lerde Sptizer’in kapsamı serbestçe uçan bir gözlem istasyonu olacak ÅŸekilde geniÅŸletildi. Teleskop yeniden ele alınıp tasarlandığında belli özellikleri baÅŸtan tasarlandı. SoÄŸuk ve tozlu kozalarda genç yıldızların etrafındaki gezegenlerin doÄŸuÅŸunu izlemek küçültülmüş ve yeniden biçimlendirilmiÅŸ teleskopun baÅŸlıca görevine dönüştürüldü. Nihayet 25 AÄŸustos 2003’te 700 milyon dolarlık Spizter Uzay Teleskopu Delta II-H roketiyle uzaya fırlatıldı. Projeye katılan Rochester Ãœniversitesi’nden Bill Forest ve arkadaÅŸları aletin düzgün çalıştığından emin olunca, teleskop edindiÄŸi bilimsel verileri Caltech kampüsüne baÅŸladı.Spitzer gezegen keÅŸfettiBilim adamları Spitzer’den gelen kısa ve uzun dalgaları birleÅŸtirdiklerinde çok ilginç bir ÅŸeyle karşılaÅŸtılar.Spitzer BoÄŸa Takımyıldızı’nda 420 ışık yılı uzaklıkta yer alan genç yıldız Cohen-Kuhi Tau/4’ün kızılötesi görüntüsünü göndermiÅŸti. Bu fotoÄŸraf her biri belli bir sıcaklığa denk düşen çeÅŸitli dalga uzunluklarında yıldızın ne kadar enerji yaydığını gösteriyordu. Çıplak bir yıldız enerjinin kısa, sıcak dalga uzunluklarında yoÄŸunlaÅŸtığı tek tümsekli bir görüntü sunar. Yıldızın etrafındaki soÄŸuk, tozlu daireler ise fotoÄŸrafta ikinci bir tümsek yaratan, bol miktarda uzun kızılötesi dalgalar yayarlar. Ancak mevcut görüntü hiçbirine uymuyordu. Genç bir yıldız ve soÄŸuk bir daire olduÄŸu açıktı ancak dairenin kızılötesi fotoÄŸrafında büyük bir parça eksikti. Bilim adamları bir gezegenle karşı karşıya olduklarını hemen anlamışlardı. Süreç çok hızlıBir dairenin bir bölümü eksikse bunun bir ÅŸey tarafından silindiÄŸi anlamına gelir. Dev bir gezegenin oluÅŸumunun hemen ardından yerçekimi dairede halka ÅŸeklinde bir boÅŸluk yaratır. Zamanla, dairenin geri kalan iç kısımları yıldızı küçülttükçe boÅŸluk deliÄŸe dönüşür. Muhtemelen Cohen-Kuhi Tau/4’ün etrafındaki boÅŸluk da böyle oluÅŸmuÅŸtu. Spitzer geliÅŸtirilinceye kadar diÄŸer kızılötesi teleskoplar yalnızca birkaç genç, parlak yıldızın etrafında bu tür boÅŸlukların varlığına iÅŸaret eden bazı bulgular ortaya koymakla yetinmiÅŸlerdi. Ancak Spitzer o zamana dek denenmiÅŸ olan diÄŸer aygıtlardan çok daha hassastı. Elde edilen veriler Cohen-Kuhi Tau/4’ün evrimin erken bir aÅŸamasında olduÄŸunu gösteriyordu. Parlaklığı ve sıcaklığı iyice incelendikten sonra yıldız ve dairesinin bir milyon yıllık olduÄŸu saptandı; bu da iri sayılabilecek bir deliÄŸe sahip bir yıldız sistemi için kabaca yaşın onda biri anlamına geliyor. Spitzer sayesinde ilk kez astronotlar gezegen oluÅŸumunun çok hızlı bir süreç olabileceÄŸini anladılar. Mevcut teoriler altüstElde ettikleri bulguları büyük bir heyecanla inceleyen bilim adamları. Cohen-Kuhi Tau/4’ün etrafındaki tuhaf gezegenin yalnızca birkaç yüz bin yıl önce oluÅŸmuÅŸ olabileceÄŸini belirlediler. EÄŸer daha eski olsaydı daireyle gezegen arasındaki etkileÅŸim gezegeni içe doÄŸru sarmal ÅŸekle zorlayacak belki de yıldız tarafından yutulacaktı. Takvim hızlı gezegen oluÅŸum modellerini destekliyordu.Ancak baÅŸka açılardan Cohen-Kuhi Tau/4 mevcut modellerin hiçbirine uymuyordu. Yıldızın etrafındaki daire çok küçüktü ve hızlı oluÅŸum teorisini destekleyemeyecek kadar hafifti. Kısacası Sptizer’in bulguları gezegenlerin nasıl oluÅŸtuÄŸuyla ilgili var olan teorilerden hiçbirine uymuyordu. Bilim adamları daha sonra Cohen-Kuhi Tau/4’ün çevresindeki gezegenin içindeki deliÄŸin keÅŸfinin yalnızca hikayenin başı olduÄŸunu belirlediler. O zamandan beri de, diÄŸer pek çok genç yıldızın etrafında benzer, kısmen boÅŸ daireler saptandı.Hem hızlı hem yavaÅŸSpitzer’in sunduÄŸu veriler sayesinde genç yıldızların etrafındaki gezegen oluÅŸturan dairelerin ömrünün ne kadar sürdüğü de belirlendi.Gezegen oluÅŸumuyla ilgili tuhaf bulgu ÅŸuydu ki, bu süreç hızlı ya da yavaÅŸ deÄŸil aynı zamanda hem hızlı hem yavaÅŸtı. Spitzer tarafından incelenen daireler 100 milyon yaşındaydı; bu da Cohen-Kuhi Tau/4’ün sonuçlarının iÅŸaret ettiÄŸi gezegen oluÅŸumu süresinin yüz katıydı. Bu bulgular, gezegenlerin çok çabuk oluÅŸtuklarını varsayan araÅŸtırmacıları ÅŸaÅŸkınlığa uÄŸratmıştı. Bilim adamlarının teorilerine göre, hızlı gezegen oluÅŸumu çevredeki maddeyi hızla tüketip daireleri süratle ortadan kaldırıyordu. Oysa Spitzer, dairelerin ve belki de gezegen oluÅŸumunun diÄŸer evrelerinin sanıldığının aksine çok uzun sürebileceÄŸini gösteriyordu. Kısacası Spitzer’in ortaya koyduÄŸu kozmos görüntüsü, bilim adamlarının titizlikle geliÅŸtirdiÄŸi modellerle çeliÅŸiyordu. Bilim adamları, yaklaşık 1 milyon yıllık genç yıldızların eski yıldızlara göre daha parlak, büyük dairelere, 10 Äž 100 milyon yıl yaşındaki eski yıldızların ise daha küçük dairelere sahip olacağını sanıyorlardı. Ancak bunun yerine bazı genç yıldızların dairelerinin olmadığını, bazı yaÅŸlı yıldızların ise tersine devasa dairelere sahip olduklarını saptadılar.Spitzer gökyüzüyle ilgilenenlerin evren hakkında ne kadar az ÅŸey bildiklerini ortaya koyuyor. Ama bilim adamları için cahil konumuna düşmek olumlu bir durum. Gerçek anlamda çalışma o bilgisizlik noktasında baÅŸlıyor...GEZEGENLERÄ°N HIZLI OLUÅžUMUGenç bir yıldızın etrafındaki tozlu yuvarlağın içinde bulunan gaz daireden doÄŸrudan madde çekebilecek derecede büyüyerek birkaç yüzyıl içinde ya da daha kısa sürede bir gezegen yaratabilir. Spitzer iri gezegenlerin çok çabuk oluÅŸup dairelerindeki boÅŸluÄŸu doldurabileceklerini gösteriyor Äž ancak bazı önemli gözlemler bu modele uymuyor.GEZEGENLERÄ°N YAVAÅž OLUÅžUMUYeni doÄŸmuÅŸ olan yıldızların çevresindeki toz parçacıkları kümeler oluÅŸtururlar, bunlar da çarpışıp gezegenleri meydana getirirler. Bu süreç kayalık, dünyayı andıran gezegenlerin oluÅŸumuna yol açabilir ancak bu en az 10 yıl sürer. Spitzer bazı yıldız dairelerinin bu kadar uzun yaÅŸayabildiklerini gösterdi.GEZEGENÄ°N YERÄ° NASIL BELÄ°RLENÄ°YORSpitzer genç gezegenleri, yıldız dairelerinden kızılötesi ışınları nasıl etkilediklerinden yola çıkarak tanımlıyor. Çıplak bir yıldız basit, eÄŸimli bir görüntü sunuyor. Çevresinde daire bulunan bir yıldız dairedeki sıcak tozdan kaynaklanan ilave bir ateÅŸ görüntüsüne sahip oluyor. Dairedeki gezegen tozun bir bölümünü süpürerek kızılötesi görüntüde bir çukur oluÅŸturuyor; çukurun biçimi gezegenin yıldızdan uzaklığını ortaya koyuyor.Â