NASA’nın Webb Uzay Teleskobu, Kayalık Gezegen Oluşumu bölgesinde su buharı tespit etti

Keşif, karasal gezegenler için orada birleşebilecek bir su rezervuarı olduğunu gösteriyor.

Su, su, her yerde – damlalar halinde değil, buhar olarak. kullanan bilim adamları NASA‘S James Webb Uzay Teleskobu PDS 70 sistemindeki susuz gezegenlerin bir su rezervuarına erişimi olduğunu keşfettiler. En önemlisi, su buharı yıldızın 100 milyon mil yakınında bulundu – Dünya gibi karasal gezegenlerin oluşabileceği bölge. (Dünya, güneşimizden yaklaşık 93 milyon mil uzakta yörüngede döner.)

PDS 70, tahmini yaşı 5,4 milyon yıl olan Güneşimizden çok daha soğuktur. Bilinen iki gaz devi gezegene ev sahipliği yapıyor ve bunlardan en az biri hala malzeme biriktiriyor ve büyüyor. Bu, halihazırda iki veya daha fazla protogezegene ev sahipliği yaptığı bilinen bir diskin karasal bölgesinde suyun ilk tespitidir.

Webb’in MIRI (orta kızılötesi cihaz) ile elde edilen PDS 70’in protogezegensel disk spektrumu, su buharından kaynaklanan bir dizi emisyon çizgisini gösterir. Bilim adamları, sistemin iç diskinde, yıldızdan 100 milyon milden daha kısa mesafelerde – kayalık ve karasal gezegenlerin oluşabileceği bölge – su bulunduğunu belirlediler. Kredi: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Webb Uzay Teleskobu, kayalık gezegen oluşum bölgesinde su buharı tespit ediyor

Su, bildiğimiz şekliyle yaşam için gereklidir. Bununla birlikte, suyun Dünya’ya nasıl ulaştığı ve aynı süreçlerin uzak yıldızların yörüngesindeki kayalık ötegezegenlerin tohumlarını ekip ekemeyeceği bilimsel tartışma konuları olmaya devam ediyor. Bu tartışmalar, 370 ışıkyılı uzaklıkta bulunan PDS 70 gezegen sisteminden elde edilen yeni içgörülerden yararlanabilir. Bu yıldız sistemi, 5 milyar mil (veya 8 milyar kilometre) boşlukla ayrılmış bir iç ve dış gaz ve toz diski içerir. Bilinen iki gaz devi gezegen bu boşlukta bulunur.

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun MIRI (orta kızılötesi alet) tarafından toplanan yeni veriler, sistemin iç diskinde, yıldızdan 100 milyon milden (160 milyon km) daha kısa mesafelerde – kayalık ve karasal gezegenlerin oluşabileceği bölge – su buharını ortaya çıkardı. (Dünya, güneşimizden yaklaşık 93 milyon mil uzakta yörüngede döner.) Bunun, iki veya daha fazla protogezegene ev sahipliği yaptığı zaten doğrulanmış bir diskin karasal bölgesinde ilk kez su tespit edildiğine dikkat edilmelidir.

Almanya, Heidelberg’deki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden (MPIA) baş yazar Giulia Perotti, “Diğer disklerde su gördük, ancak gezegenlerin şu anda kümelendiği bir sisteme çok yakın değil. Webb’den önce bu tür bir ölçüm yapamıyorduk” dedi.

Makalenin ortak yazarlarından MPIA Direktörü Thomas Henning, “Bu keşif, Dünya benzeri kayalık gezegenlerin genellikle oluştuğu bölgeyi araştırdığı için çok heyecan verici” dedi. Henning, saptamayı yapan Webb’in MIRI (Mid-Infrared Disk Survey) programının eş-baş araştırmacısı ve verileri alan MINDS (MIRI Mid-Infrared Disk Survey) programının baş araştırmacısıdır.

Gezegen oluşumu için buharlı ortam

PDS 70, tahmini yaşı 5,4 milyon yıl olan, Güneşimizden çok daha soğuk olan K-tipi bir yıldızdır. Bu, su buharının keşfini şaşırtıcı kılan, gezegen oluşturan disklere sahip yıldızlar açısından nispeten eskidir.

Zamanla, gezegen oluşturan disklerin gaz ve toz içeriği azalır. Ya merkezdeki yıldızın radyasyonu ve rüzgarları bu tür malzemeleri savurur ya da toz büyüyerek sonunda gezegenleri oluşturan daha büyük cisimlere dönüşür. Daha önceki çalışmalar, benzer yaştaki disklerin merkez bölgelerindeki suyu tespit edemediğinden, gökbilimciler, herhangi bir kayalık gezegenin oluşumu için kuru bir ortama yol açan sert yıldız radyasyonundan sağ çıkamayacağından şüpheleniyorlardı.

Gökbilimciler henüz PDS 70’in iç diskinde oluşan herhangi bir gezegen tespit etmediler. Ancak, kayalık dünyalar inşa etmek için hammaddeleri silikat formunda görüyorlar. Su buharının keşfi, eğer orada kayalık gezegenler oluşuyor olsaydı, en başından beri onlar için su hazır olacaklarını gösteriyor.

Oldukça büyük miktarda küçük toz taneleri bulduk. Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nden ortak yazar Renz Waters, su buharını keşfetmemizin yanı sıra, iç diskin çok heyecan verici bir yer olduğunu söyledi.

Suyun kökeni nedir?

Bu keşif, suyun kaynağı sorusunu gündeme getiriyor. MINDS ekibi bulgularını açıklamak için iki farklı senaryoya baktı.

Bir olasılık, hidrojen ve oksijen atomları yeniden birleştiğinde, su moleküllerinin yerinde oluştuğudur. İkinci bir olasılık, buzla kaplı toz parçacıklarının soğuk dış diskten sıcak iç diske doğru hareket etmesi ve burada su buzunun süblimleşip buhara dönüşmesidir. Tozun iki dev gezegenin oluşturduğu devasa uçurumu aşması gerekeceğinden, bu ulaşım sistemi şaşırtıcı olacaktır.

Bu keşfin gündeme getirdiği bir başka soru da, yıldızın ultraviyole ışığının herhangi bir su molekülünü parçalaması gerektiğinde, suyun bir yıldıza bu kadar yakın bir yerde nasıl hayatta kalabildiğidir. Büyük olasılıkla, toz ve diğer su parçacıkları gibi çevredeki malzemeler koruyucu bir kalkan görevi görür. Sonuç olarak, PDS 70’in iç diskinde tespit edilen su, bozulmadan kurtulabilir.

Sonuç olarak ekip, daha iyi bir anlayış elde etmek amacıyla PDS 70’i incelemek için diğer iki Webb aracını, NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) ve NIRSpec’i (Yakın Kızılötesi Spektrometre) kullanacak.

Bu gözlemler, Garantili Zaman Gözlemi 1282’nin bir parçası olarak alınmıştır. Bu bulgu dergide yayınlanmıştır. doğa.

Referans: “PDS 70’in gezegen oluşturan bölgesinde su”, G. Perotti, V. Christiaens, Th. Henning, B. Tabone, LBFM, Waters, I. Camp, G. Lagage, T. P. Ray, B. Vandenbussche, A. Abergel, O. Absil, A. M. Arabhavi, I. Argyriou, D. Barrado, A. Boccaletti, A. Caratti o Garatti, V. Geers, A. M. Glauser, K. Justannont, F. Lahuis, M. Onn, N. doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06317-9

James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın önde gelen uzay bilimi gözlemevidir. Webb, güneş sistemimizdeki gizemleri çözüyor, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakıyor ve gizemli yapıları, evrenin kökenlerini ve bizim bu evrendeki yerimizi araştırıyor. Webb, NASA tarafından ortağı ESA ile yürütülen uluslararası bir programdır (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı.