AB Aurigae çevresindeki öngezegen diski inceleyen gökbilimciler, Avrupa Güney Gözlemevi’nin (ESO) SPHERE cihazını kullanarak ilk kez diskin hareketini doğrudan ölçtüler. 

1984 yılında Beta Pictoris yıldızının etrafında ilk öngezegen disk keşfedildiğinden beri, bu nesneler gökbilimciler için uzak yıldızların etrafındaki dünyaların doğuşunu ve evrimini incelemek için laboratuvarlar sunmuştur.

Fransa Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) ve Bordeaux Üniversitesi, genç yıldız AB Aurigae’nin etrafındaki bir öngezegen diskin dönüşünü doğrudan gözlemleyerek bu gezegen doğum yerlerini anlama konusunda yakın zamanda bir atılım gerçekleştirdi.

Disk, fizik yasalarına göre beklendiği gibi dönüyor görünüyor. Ancak, teorinin öngördüğü gibi hareket etmeyen birkaç bölge de mevcut. Bu tür bir dönme anomalisi muhtemelen diskte oluşum aşamasında olan dev gezegenlerin varlığından kaynaklanıyor.

Ekip, Şili’deki ESO’nun Çok Büyük Teleskobu’na (VLTE) monte edilmiş ‘Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch’ (SPHERE) adlı bir alet kullandı.

Bu son derece hassas kızılötesi araç, ekibin diskin içine gömülü toz taneciklerinden gelen emisyonlara odaklanarak diskin dönüşünü izlemesine olanak sağladı.

AB Aurigae sisteminin 2020 yılında çekilmiş SPHERE görüntüleri, sistemin etrafındaki diski göstermektedir. Sağdaki görüntü, soldaki görüntünün orta kısmının yakınlaştırılmış halidir ve diskin iç bölgesini göstermektedir. 

AB Aurigae ve Diski

Hubble Uzay Teleskobu (HST), AB Aurigae diskinin ilk ayrıntılı görüntülerinden bazılarını yakaladı ve o zamandan beri gökbilimciler, gezegen oluşumuna dair daha fazla kanıt bulmak için diski inceliyorlar.

Diskte aslında gezegenlerin oluşabileceği düşünülen birkaç bölge vardı. Bunlardan en az biri, buluttaki garip kıvrımlarla ilişkili görünüyordu.

Gezegen oluşumu hala tam olarak anlaşılmamış bir süreç olduğundan, AB Aurigae’nin diskindeki bu gibi hareketler, bu süreç için önemli ipuçlarıdır ve yeni oluşan dünyaların kesin kanıtını sağlayabilir.

Araştırmacılar, HST Görüntüleme Spektrografı (STIS) ve Yakın Kızılötesi Kamera ve Çoklu Nesne Spektrografı (NICMOS) kullanarak, yeni oluşan ötegezegen AB Aurigae b’yi 13 yıl boyunca görüntülediler. Sağ üstte, NICMOS tarafından 2007’de çekilen görüntü, AB Aurigae b’nin, aletin koronografı tarafından kapsanan ana yıldızına göre tam güney konumunda olduğunu gösteriyor. STIS tarafından 2021’de çekilen görüntü, öngezegenin zaman içinde saat yönünün tersine hareket ettiğini gösteriyor. 

AB Aurigae’nin kendisi, yaklaşık 4 veya 5 milyon yaşında, ana kol öncesi bir değişen yıldızdır. Diğer tüm yıldızlar gibi, bir gaz ve toz bulutunun içinde oluşmuştur. Bir şey bulutu harekete geçirmiş ve çekim kuvveti, sonunda bir önyıldız haline gelen bir küme oluşturmak için malzemeyi çekmiştir.

Zamanla, bulutun geri kalanı dönmüş ve düzleşerek öngezegen diskini oluşturmuş, HST ve yer tabanlı gözlemler, AB Aurigae’nin etrafında gelişme aşamasında olan, AB Aurigae b adı verilen devasa bir gaz devini doğrudan görüntülemiştir.

Gökcisminin yıldızından oldukça uzakta, 93 astronomik birim (AU) mesafede yer almakta ve yaklaşık 9 Jüpiter kütlesine sahip olduğu tahmin edilmektedir. AB Aurigae öngezegen diskinde gezegen oluşumuna dair şüphe duyulan başka bölgeler de bulunmaktadır.

Bunlardan biri yıldızdan yaklaşık 30 AU uzaklıkta olabilir ve diskin bükülmesinin nedeni bu olabilir. Diğer iki olası öngezegen aday ise yaklaşık 400 ila 600 AU uzaklıkta yer almakta ve bulutun dış kısımlarında yoğun kümeler halinde görülmektedir.

SPHERE Gözlemleri Hikayeyi Anlatıyor

AB Aurigae’nin diskine dair ilk detaylı gözlemlerden itibaren, alışılmadık görünümü onu şekillendiren bir dizi olayı akla getiriyor. Birincisi, başka bir yoğun bulutla etkileşime girmiş bu da diski bozmuş olabilir.

Ek olarak, Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA) ile yapılan gözlemler, bulutta gaz açısından zengin sarmal kollar olduğunu göstermiştir. Bu kolların, yıldızın 80 AU yakınında bir gezegenin varlığına yanıt olarak oluşmuş olması muhtemeldir.

Diğer gezegenler de bulutu etkileyebilir. Bir tanesi diskin içinden bir yol açıyor gibi görünürken, 93 AU’daki gezegen kendi yığılma diskini oluşturuyor olabilir. Ya da, hala oluşmakta olan ve diskteki bölgesini istikrarsızlaştıran bir gezegen olabilir.

SPHERE cihazı, ESO’nun VLT Ünite Teleskobu 3’e monte edildikten sonrası gösterilmektedir. Cihazın kendisi, teleskobun bir tarafındaki platformda bulunan siyah kutudur. 

SPHERE gözlemleri, ekibin diskin yapısını yüksek bir doğrulukla izlemesine olanak sağladı. Disklerdeki birikim bölgelerinin karakteristik özelliği olan parlak bir bölge tespit ettiler.

Bunlar, gaz ve tozun birleştiği ve sonunda bir gaz devi gezegen oluşturma sürecinde bir cismin üzerine düştüğü yerlerdir. AB Aurigae diskinin görüntüleri ayrıca, görünmez yapılar tarafından yüzeyine düşen soluk gölgelerin hızlı dönüşünü de ortaya koyuyor.

Bunlar muhtemelen oluşum sürecindeki gezegenler ya da yıldıza yakın yörüngede dönen opak toz kümeleri olabilir.  Disk oluşumu, dönüşü ve diğer hareketlere ilişkin teorik modellerin öngördüğünden daha karmaşık hareketleri gösteren bu bulgular, yeni araştırma alanlarının önünü açmıştır.

Nihayetinde, bu tür gözlemler bilim insanlarına öngezegensel disklerin ve nihai gezegen yavrularının oluşumu ve evrimi hakkında daha ayrıntılı bir anlayış sağlayacaktır.