175 ışık yılı uzaklıktaki 'buz çizgisi'

Gökbilimciler, Avrupa Güney Gözlemevi'ne (ESO) bağlı Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi'ni (ALMA) kullananarak, genç bir güneş sistemine ait buz çizgisini ilk kez görüntüledi.

Buz çizgisi, yeryüzünde, sıcaklığın giderek düştüğü yüksek rakımlarda havadaki nemin buza dönüşmesiyle oluşur. Bu çizgi, karla kaplı zirvenin bittiği ve kayalık yüzeyin başladığı bir dağ üzerinde açıkça belli olur.

Genç yıldızların etrafındaki buz çizgisi benzer şekilde, yıldızdan uzakta, güneş sistemini oluşturan diskin soğuk kıyısında meydana gelir. Yıldızdan başlayarak dışarıya doğru, su (H2O) ilk olarak donmaya, ilk buz çizgisini oluşturmaya başlar. Sıcaklığın giderek düştüğü yıldızdan daha da uzakta olan noktalarda ise karbondioksit (CO2), metan (CH4), ve karbonmonoksit (CO) gibi moleküller donarak buza dönüşürler.

Birbirinden farklı bu buzlar, toz taneciklerinin dış kısmında yapışkan bir tabaka oluşturur ve çarpışmalar nedeniyle parçalanmalarına karşı bir direnç sağlar, böylece bu toz parçacıkları gezegenler ve kuyrukluyıldızları oluşturan maddenin temel yapıtaşı haline gelirler. Buz, ayrıca katı madde miktarını arttıraraj gezegen oluşum sürecini önemli ölçüde hızlandıran bir etken haline gelir.

175 IŞIK YILI UZAKLIKTA

?Gökbilimciler, su, karbondioksit, metan ve karbonmonoksit içeren herbir farklı buz çizgisinin özel gezegen türlerinin oluşumu ile ilişkilendirilebiliceğini düşünüyor. Bir güneş sisteminde, yıldızımız gibi Güneş-benzeri bir yıldızın, su buzu çizgisi Mars ve Jüpiter yörüngeleri arasındaki bir uzaklığa karşılık gelmektedir. Karbonmonoksit çizgisi ise Neptün yörüngesi civarında olacaktır.

ALMA ile gözlenen buz çizgisi, yeryüzünden 175 ışık-yılı uzaklıkta bulunan genç yıldız TW Hydrae etrafındaki karbon monoksit buz çizgisinin ilk işaretidir. Gökbilimciler yeni oluşmakta olan bu güneş sisteminin sadece birkaç milyon yıl yaşındaki Güneş Sistemi'yle benzer özellikleri paylaştığına inanıyor.

Araştırma makalesinin baş yazarlarından olan ABD'nin Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Chunhua "Charlie" Qi, "ALMA bize genç bir yıldızın etrafındaki buz çizgisinin olağanüstü heyecan verici olan ilk gerçek görüntüsünü sağladı, çünkü bu görüntü bize Güneş Sistemi'nin erken dönemleri hakkında da önemli bilgiler veriyor... Şimdi bizimkine benzeyen başka bir güneş sisteminin daha önceden gizli kalan donmuş uzak bölgelerine ait detayları görebiliyoruz" ifadesini kullandı.

Ancak karbon monoksit buz çizgisinin varlığı sadece gezegenlerin oluşmasından daha büyük etkilere sahip olabilir. Karbon monoksit buzu, metanolün oluşması için gereklidir. Metanol de yaşam için gerekli olan daha karmaşık organik moleküllerin temel yapıtaşlarından birini temsil etmektedir. Eğer kuyruklu yıldızlar bu molekülleri yeni oluşmakta olan Dünya-benzeri gezegenlere doğru taşırsa, bu gezegenler yaşam için gerekli olan içeriklerle donatılmış olacaklardır.

Bilim insanları, geçmişte buz çigzilerini doğrudan görüntüleyememişti. Bunun nedeni, buz çizgilerinin genellikle dar öncül-gezegenimsi disklerin merkezi bölgelerinde oluşmaları ve bu nedenle konumlarınınhassas bir şekilde belirlenememesiydi. Bu dar bölgenin üstünde veya altında yer alan buz çizgileri, yıldızdan gelen ışınım nedeniyle buz oluşumunu engeliyor. Merkezi bölgedeki toz ve gaz yoğunluğu, bölgeyi ışından korumak için gerekirken, böylece karbon monoksit ve diğer gazla soğuyarak donmaya başlarlar.

NARİN MOLEKÜL YOL GÖSTERDİ

?Gökbilimciler ekibi zekice bir yöntem yardımıyla diskin iç kısımlarını, buzun oluştuğu bölgeyi incelemeyi başardılar. Doğrudan gözlemlenemediği için buzu aramak yerine, diazenylium (N2H+) olarak bilinen bir molekülü aradılar. Bu molekül, tayfın milimetre bölgesinde ışıltılı bir şekilde parlamaktadır. Böylece ALMA gibi bir teleskop için mükemmel bir hedef haline gelmektedir.

Bu narin molekül karbonmonoksit gazının varlığında kolayca yok olabilmektedir, bu nedenle sadece karbon monoksitin buz haline geldiği ve etkisini yitirdiği yerlerde tespit edilebilir miktarda görülmektedir. Aslında karbonmonoksit buzunu bulmanın anahtarı da, diazenylium molekülünü bulmaktan geçiyor.

ALMA'nın gökbilimcilere diazenyliumun varlığını ve dağılımını izleyebilme imkanı veren eşsiz duyarlılığı ve çözünürlüğü, yıldızdan yaklaşık 30 astronomi birimi (AU) uzaklıktaki bir sınırı açıkça belirlemeyi sağladı (1 AU, Yer-Güneş arasındaki mesafeyi temsil ediyor). Bunun etkisiyle TW Hydrae yıldızının etrafındaki disk içerisinde karbon monoksit buzunun negatif görüntüsü elde edildi. Bu görüntü, karbonmonoksit buz çizgisinin, teorinin tam olarak tahmin ettiği yerde görülmesi için kullanıldı (diazenylium halkasının iç kenarında).

Araştırmada yer alan Hollanda'nın Leiden Gözlemevi'nden Michiel Hogerheijde, "Bu gözlemler için tamamı 66 taneden oluşacak ALMA'nın sadece 26 antenini kullandık. Diğer yıldızların etrafındaki buz çizgilerinin işaretleri hali hazırda diğer ALMA gözlemlerinde ortaya çıkıyor, bu nedenle gelecekte teleskoplar tamamlandığında tam dizge ile yapılan gözlemler sayesinde bunların çoğu gözler önüne serilecek ve gezegenlerin oluşumu ve evrimi ile ilgili heyecan verici öngörülere sahip olacağız. Sadece bekleyin ve görün" yorumunda bulundu.

NTVMSNBC