NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu, kayalık gezegenlerin oluşabileceği bölgede su buharı tespit etti. Bu, uzak yıldızların etrafında dönen kayalık gezegenlerin suya nasıl sahip olduğu sorusuna ışık tutabilecek önemli bir keşif.
Su, bildiğimiz gibi yaşam için hayati bir öneme sahiptir. Ancak bilim insanları, suyun Dünya’ya nasıl ulaştığı ve aynı süreçlerin uzak yıldızların etrafında dönen kayalık gezegenleri de besleyip besleyemeyeceği konusunda tartışmaktadır. Yeni ipuçları, 370 ışık yılı uzaklıktaki PDS 70 adlı gezegen sisteminden gelebilir. Yıldız, gaz ve tozdan oluşan hem iç hem de dış disk barındırır ve bu diskler arasında 8 milyar kilometre genişliğinde bir boşluk vardır. Bu boşlukta da iki bilinen gaz devi gezegen bulunmaktadır.
James Webb Uzay Teleskobu’nun MIRI (Orta Kızılötesi Aleti) adlı aleti tarafından yapılan yeni ölçümler, sistemin iç diskinde, yıldızdan 160 milyon kilometreden daha az bir mesafede (kayalık, karasal gezegenlerin oluşabileceği bölgede) su buharı tespit etti. (Dünya, Güneş’ten 150 milyon kilometre uzaklıkta döner.) Bu, iki veya daha fazla protoplanet barındıran bir diskin karasal bölgesinde suyun ilk tespitidir.
“Webb olmadan bu tür bir ölçüm yapamazdık. Diğer disklerde su gördük ama bu kadar yakın ve gezegenlerin şu anda oluştuğu bir sistemde değil,” dedi çalışmanın baş yazarı Giulia Perotti, Almanya’nın Heidelberg kentindeki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden (MPIA).
“Bu keşif son derece heyecan verici, çünkü Dünya’ya benzer kayalık gezegenlerin tipik olarak oluştuğu bölgeyi araştırıyor,” diye ekledi makalenin yazarlarından MPIA direktörü Thomas Henning. Henning, tespiti yapan Webb’in MIRI (Orta Kızılötesi Aleti) adlı aletinin ortak baş araştırmacısı ve veriyi alan MINDS (MIRI Orta Kızılötesi Disk Araştırması) programının baş araştırmacısıdır.
Gezegen Oluşumu İçin Buharlı Bir Ortam
PDS 70, Güneş’ten daha soğuk olan bir K-tipi yıldızdır ve yaşının 5,4 milyon yıl olduğu tahmin edilmektedir. Bu, gezegen oluşturan diskler açısından görece yaşlı bir yıldızdır ve su buharının keşfedilmesi şaşırtıcıdır.
Zamanla, gezegen oluşturan disklerin gaz ve toz içeriği azalır. Ya merkezi yıldızın radyasyonu ve rüzgarları bu malzemeyi uzaklaştırır ya da toz daha büyük nesneler haline gelir ve sonunda gezegenleri oluşturur. Benzer yaşlardaki disklerin merkezi bölgelerinde su tespit edilemediği için, astronomlar suyun sert yıldız radyasyonuna dayanamayabileceğini ve herhangi bir kayalık gezegenin oluşumu için kuru bir ortam yaratabileceğini düşünüyordu.
Astronomlar, PDS 70’in iç diskinde gezegen oluştuğunu henüz tespit etmediler. Ancak, kayalık dünyaları inşa etmek için ham madde olan silikatları görüyorlar. Su buharının tespit edilmesi, eğer orada kayalık gezegenler oluşuyorsa, baştan itibaren suya sahip olacakları anlamına gelir.
“Oldukça yüksek miktarda küçük toz tanecikleri buluyoruz. Su buharının tespitiyle birlikte, iç disk çok heyecan verici bir yer,” dedi çalışmanın yazarlarından Rens Waters, Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nden.
Suyun kaynağı ne olabilir?
Keşif, suyun nereden geldiği sorusunu gündeme getiriyor. MINDS ekibi, bulgularını açıklamak için iki farklı senaryo düşündü.
Bir olasılık, su moleküllerinin hidrojen ve oksijen atomlarının birleşmesiyle, tespit ettikleri yerde, yani yerinde oluşmasıdır. İkinci bir olasılık ise buz kaplı toz parçacıklarının soğuk dış diskten sıcak iç diske taşınması, burada su buzunun süblimleşerek buhar haline gelmesidir. Böyle bir taşıma sistemi şaşırtıcı olurdu, çünkü tozun iki dev gezegen tarafından oyulmuş büyük boşluğu aşması gerekirdi.
Keşifle birlikte ortaya çıkan bir başka soru ise suyun yıldıza bu kadar yakınken nasıl hayatta kalabildiği, çünkü yıldızın morötesi ışığı herhangi bir su molekülünü parçalamalıdır. Büyük olasılıkla, toz ve diğer su molekülleri gibi çevreleyen malzeme koruyucu bir kalkan görevi görür. Sonuç olarak, PDS 70’in iç diskinde tespit edilen su, yok olmaktan kurtulabilir.
Son olarak, ekip PDS 70 sistemi hakkında daha fazla anlayış elde etmek için Webb’in iki başka aleti olan NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) ve NIRSpec (Yakın Kızılötesi Spektrograf) ile çalışmaya devam edecek.
Webb’in MIRI, NIRCam ve NIRSpec gibi farklı aletleriyle PDS 70 sistemi hakkında daha fazla bilgi edinmek mümkün olacak. Bu sayede, kayalık gezegen oluşumu ve suyun kökeni gibi konularda yeni ipuçları elde edilebilecek. Webb, Dünya’ya benzer yaşanabilir gezegenler arayışında da önemli bir rol oynayacak.
Bu gözlemler Garantili Zaman Gözlem programı 1282 kapsamında alındı.
Bu bulgu Nature dergisinde yayınlandı.
