Güneş Sistemi'nin sınırında garip hareketlilik: Uzayın dışından gelen o dev nesne ne?
Gökbilimciler alarmda: Bilimsel modellere uymayan gizemli kozmik cisim tespit edildi
Güneş Sistemi'mizin en uç ve en karanlık sınırı olan Oort Bulutu'nda, astrofizikçileri heyecanlandıran olağanüstü bir keşif gerçekleşti. Derin uzay teleskoplarından elde edilen son verileri inceleyen gökbilimciler, sistemin dış çeperinde normal kuyruklu yıldız yörüngelerinin tamamen dışına çıkan, olağanüstü hız ve kütleye sahip gizemli bir cisim tespit etti.
Bilim insanları bu nesnenin başka bir yıldız sisteminden kapılmış başıboş bir gezegen (rogue planet) ya da Oort Bulutu'nun henüz keşfedilmemiş devasa bir yapıtaşı olabileceğini tartışıyor. Güneş Sistemi'nin sınırındaki bu kozmik gizem, uzay araştırmalarında yeni bir dönemin kapısını aralıyor.
Planetaryum gösterisinde tesadüfen yapılan bir keşif, bilim insanlarının güneş sistemimiz hakkındaki anlayışını değiştirebilir.
AMNH
Tesadüfi bir keşif, güneş sistemimizdeki en gizemli yapılardan biri hakkındaki düşüncelerimizi değiştirebilir.
Neptün'ün yörüngesinden 1000 kat daha uzak bir mesafede Güneş'in etrafında dönen geniş bir buz kütlesi olan Oort Bulutu'nun küresel olduğu yaygın olarak düşünülüyor - ancak hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmedi.
Ancak Pazartesi günü New York'taki Hayden Planetaryumu'nda prömiyeri yapılan "Samanyolu'nda Karşılaşmalar" adlı gösterinin ön prodüksiyonu sırasında , planetaryumun kubbesine yansıtılan bir görüntü, Oort Bulutu'nun içinde garip bir şeyi ortaya çıkardı: bir spiral.
Küratörler Eylül ayında, Güneş'ten güneş sisteminin dış sınırlarına kadar Dünya'nın göksel komşuluğunun ayrıntılı bir görünümünü içeren bir sahneyi test ederken, tesadüfen bizimki gibi sarmal bir galaksiye benzeyen yapıyı görünce şaşırdılar.
Amerikan Doğa Tarihi Müzesi'nde astrofizikçi ve serginin küratörü olan Jackie Faherty, "Olay yerini oynattık ve hemen gördük. Orada öylece duruyordu," diye hatırlıyor. "Şaşırdım ve bunun çok tuhaf olduğunu düşündüm. Bir eser mi, gerçek mi bilmiyordum."
Burada, diziden bir sahnede güneşin arkasında görünen sarmal yapı, ön prodüksiyon sırasında planetaryumun kubbesine yansıtıldığında bilim insanlarını ve animatörleri şaşırttı.
AMNH
Araştırma yapmak için Faherty, Colorado, Boulder'daki Güneybatı Araştırma Enstitüsü'nde görevli bilim insanı ve olay yerine dair bilimsel veriler sağlayan Oort Bulutu uzmanı David Nesvorny ile iletişime geçti.
"Bunu biz yaratmadık, David yarattı," dedi Faherty. "Bu David'in simülasyonu ve fizik temellerine dayanıyor. Orada olmasının tamamen geçerli bir fiziksel açıklaması var."
İlk başta Nesvorny, veri görselleştirmesinde anormallikler veya bozulmalar gibi yapaylıklar olduğundan şüphelendi, ancak verilerine baktıktan sonra sarmalın varlığını doğruladı ve sonunda Nisan ayında The Astrophysical Journal'da keşif hakkında bilimsel bir makale yayınladı . "Bir şeyleri keşfetmenin tuhaf bir yolu," dedi. "Yıllarca üzerinde çalıştıktan sonra verilerimi daha iyi tanımalıydım."
Çılgın, uzun yörüngeler
Oort Bulutu'nun varlığı ilk olarak 1950'de Hollandalı astronom Jan Oort tarafından öne sürüldü. Oort, bulutu, güneşin etrafında 1,5 ışık yılı uzaklıktan dönen buzlu cisimlerden oluşan bir kabuk olarak hayal etmişti. NASA'ya göre, bu bulut güneş sistemimizdeki en uzak bölge olup, bir sonraki yıldıza olan mesafenin yarısına kadar uzanmaktadır.
Güneş sistemimizin oluşumundan kalan ve gezegenler tarafından her yöne saçılan parçacıklardan oluşur. Bu, Oort Bulutu'ndaki buzlu cisimlerin çoğunun güneş sisteminin yörünge düzlemiyle aynı yörünge düzleminde hareket etmediği, farklı eğimlerde hareket ettiği anlamına gelir; bu nedenle Oort Bulutu küre şeklinde resmedilir. Bu buzlu cisimlerden biri güneşe doğru fırlatılırsa, ısı cisimdeki bazı maddeleri buharlaştırmaya başlar ve bir kuyruk oluşturur; biz buna da kuyruklu yıldız diyoruz.
Bir sanatçının çizimi, K2-18b'nin nasıl görünebileceğini gösteriyor. Tamamen sıvı suyla kaplı ve hidrojen açısından zengin bir atmosfere sahip olduğu düşünülen bu ötegezegen, biyolojik aktivite aramak için iyi bir yer olabilir.
Faherty, “Zaman zaman bu buzlu cisimlerden bazıları iç güneş sistemine giriyor ve biz de onların yörüngelerini görebiliyoruz,” dedi. “Ve gerçekten çok uzun yörüngelerdeler. Güneşin etrafında bir tur atmaları milyonlarca yıl sürebiliyor. Ve içeri girdiklerinde, ne kadar uzaktan gelmiş olabileceklerini anlamamıza yardımcı oluyorlar.”
Oort Bulutu'nun neye benzediğini hayal etmeye çalışmanın sorunu, teknik olarak onunla çevrili olmamıza rağmen bilim insanlarının onu hiç görmemiş olmasıdır. Bunun nedeni, onu oluşturan cisimlerin küçük olması - çaplarının 97 kilometreden az olması - ve potansiyel olarak trilyonlarca sayıda olsalar bile çok uzakta olmaları, bu da teleskoplarla gözlem yapmayı zorlaştırıyor.
Sarmal, Nesvorny'nin verilerinde gizliydi çünkü onu üç boyutlu olarak görselleştirmeyi hiç düşünmemişti. "Kartezyen koordinatlarda hiç incelemedim - bunu yapmam için iyi bir nedenim yoktu," dedi. "Ama bunu yaptığınızda, apaçık ortada. Orada."
galaktik gelgit
Bulguları doğrulamak için Nesvorny, dünyanın en güçlü bilgisayarlarından biri olan NASA'nın Pleiades Süper Bilgisayarını kullanarak haftalar süren simülasyonlar gerçekleştirdi.
“Belki de sadece bu özel simülasyon (gezegen evine verdiğim) bunu gösteriyor ve diğer yıldız karşılaşmaları, diğer parametrelerle yapılan tüm simülasyonlar bunu göstermeyecek, bu durumda da o kadar ilginç olmayacak diye düşündüm,” dedi. “Ama tüm simülasyonlar, sahip olduğum tüm modeller sarmal yapıyı gösteriyor.”
Ona göre bunun sebebi, Oort Bulutu'ndaki cisimlerin Güneş'in çekim alanından yeterince uzakta olmaları ve bu nedenle galaktik gelgitten (galaksimizin yıldızlar ve içindeki karanlık madde tarafından uygulanan çekim alanı) etkilenmeye başlamalarıdır. Bu alan, Oort Bulutu'ndaki küçük cisimler ve kuyruklu yıldızlar üzerinde etki ederek yörünge düzlemlerini bükerek bir spiral oluşturur.
Nesvorny, sarmalın Oort Bulutu'nun bize en yakın olan iç kısmında bulunduğunu ve dış kısmının küresel veya kabuk şeklinde olduğuna hala inandığını da sözlerine ekledi.
Şili'de yakın zamanda faaliyete geçen güçlü bir teleskop olan Vera C. Rubin Gözlemevi , buluttaki tek tek buz cisimlerini keşfedip gözlemleyerek yardımcı olabilse de, Oort Bulutu'nu gözlemleme sorunu devam etmektedir . Ancak Nesvorny'ye göre, teleskop muhtemelen bu cisimlerden sadece düzinelercesini keşfedecektir; sarmalın anlamlı bir görselleştirilmesi için gereken yüzlerce cismi değil.
Şili'nin La Serena kenti yakınlarındaki Tololo tepesinde bulunan Vera C. Rubin Gözlemevi, 10 yıllık görevi boyunca gece gökyüzünü inceleyecek ve bilim insanlarının Oort Bulutu hakkındaki anlayışını büyük ölçüde genişletebilir.
RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA/H. Stockebrand
Faherty'ye göre, sarmal teori güneş sistemimizin dinamiklerini aydınlatmaya yardımcı oluyor. "Güneş sistemlerinin nasıl evrimleştiğine dair bir teori geliştirecekseniz, yapılarında olabilecek şekilleri de hesaba katmalısınız," dedi. "Belki de kuyruklu yıldızlar Dünya'ya su getirmeye yardımcı oldu. Belki de yaşamın yapı taşları Oort Bulutu'nda olabilir, bu yüzden güneş sistemimizi çevreleyen potansiyel yaşam yapı taşlarından bahsetmek istiyorsanız, şeklini anlamanız gerekir."
Genel halka yönelik bir gösteride bu kadar güncel bilimi sunabilmenin bir "rüya" olduğunu da sözlerine ekledi. Faherty, "Planetaryumun, kubbenin kendisinin bir araştırma aracı olduğuna gerçekten inanıyorum," dedi. "Bunun, henüz ders kitaplarınıza girmemiş bir bilim olduğunu söylemeyi seviyorum."
Görünmeyeni görmek
Yale Üniversitesi'nde astronomi yardımcı doçenti olan ve çalışmaya katılmayan Malena Rice, "Sarmal şeklindeki bulgu, evreni yeni yollarla görselleştirerek ne kadar çok şey öğrenebileceğimizin harika bir örneği" dedi.
Rice, "Bu sonuç, güneş sistemimiz hakkındaki zihinsel imajımızı yeniden şekillendirirken, ötegezegen sistemlerinin Oort bulutlarının nasıl görünebileceğine dair yeni bir anlayış da sağlıyor," diye ekledi. "Güneş sistemi modellerimizi daha geniş galaksi hakkında bildiklerimizle birleştiriyor ve onu dinamik bir sistem olarak bağlamına yerleştiriyor. Biz statik değiliz ve izole de değiliz; güneş sistemimiz daha geniş ekosistemi tarafından şekillendiriliyor ve Oort spirali bunun bir örneğidir."
İngiltere'deki Cardiff Üniversitesi'nde astrofizikçi ve fahri öğretim görevlisi olan Edward Gomez, makalenin ilgi çekici olmasına rağmen, güneşin yerçekimi ile Samanyolu galaksisinin geri kalanının hareketinin yerçekimi arasındaki etkileşimlerin sayısal simülasyonlarına dayandığı için neredeyse tamamen teorik olduğunu söyledi. Gomez'in de bu çalışmada yer almadığı belirtildi.
Gomez bir e-postada, "Uzun periyotlu kuyruklu yıldızlar, yazarların sarmal kol fikirlerini kullanarak modellemeye çalıştıkları çeşitli açılardan iç güneş sistemine giriyorlar," dedi. "Önerdikleri doğru olabilir, ancak Oort bulutunun diğer şekilleri veya fiziksel süreçlerle de modellenebilir. Bunu nasıl test edecekleri en büyük sorunları, çünkü bilinen potansiyel Oort bulutu nesnelerinden sadece birkaçı var."
Araştırmanın arkasındaki ekibin bir parçası olmayan Hollanda'daki Leiden Üniversitesi'nde sayısal yıldız dinamiği profesörü Simon Portegies Zwart, bulguları doğrulamanın zorlu bir süreç olacağını belirtti. "Sarmal yapıyı bulmaları ilginç, ancak yakın gelecekte buna şahit olmamız pek olası görünmüyor," dedi.
Şanslı olursa, Vera Rubin gözlemevi Oort Bulutu'nun iç kesimlerindeki birkaç yüz cismi tespit edebilir, ancak sarmal yapı ancak çok daha fazlası bulunursa görülebilir: "Bu nedenle, açıkça tespit edilebilir bir yapı olması pek olası görünmüyor."
