Kısaca

Hubble ve James Webb uzay teleskopları, Neptün'ün ötesinde keşfedilen 27 küçük gök cisminin yüzey kimyasının ve renklerinin büyük boyutlu benzerleriyle aynı kaldığını ortaya koydu.

Hubble ve James Webb uzay teleskoplarının ortak gözlem gücü, Güneş Sistemi'nin en uç sınırında yer alan Neptün Ötesi Cisimleri (TNO) incelemek üzere ilk kez bir araya getirildi. The Astronomical Journal dergisinde yayımlanan iki tamamlayıcı makalede araştırmacılar, Neptün'ün ötesinde Güneş yörüngesinde dönen ve yeni keşfedilen 27 küçük ve sönük cismin renk, kimyasal bileşim ve boyut dağılımını analiz etti. Çıplak gözle görülebilen gök cisimlerinden 100 milyon kat daha sönük olan bu buzlu yapılar arasında yer alan en küçük cismin çapının yaklaşık 5 kilometre (3 mil) olduğu belirlendi. Bu ölçüm, yeryüzündeki en hassas teleskopların doğrudan saptayabileceği boyut sınırının yaklaşık beş kat altına inildiğini ortaya koyuyor.

Bugüne kadar gerçekleştirilen en derin Neptün ötesi gökyüzü taramasında, University of Victoria'dan Marielle Eduardo ile Northern Arizona University'den Anastasia Morgan liderliğindeki araştırma ekipleri görev aldı. Kanada Ulusal Araştırma Konseyi rehberliğinde yürütülen çalışmada, belirlenen gökyüzü alanı Hubble ile görünür ışıkta, Webb ile ise kızılötesi dalga boyunda eş zamanlı olarak gözlemlendi. Gökbilimciler iki farklı gök cismi popülasyonunu mercek altına aldı: İlki, Güneş Sistemi düzleminde ve dairesel yörüngelerde hareket eden dinamik olarak "soğuk" cisimler; ikincisi ise Güneş Sistemi'nin erken evresinde Uranüs ile Neptün arasında oluştuktan sonra dev gaz gezegenlerin göçü sırasında dışarı savrulan ve eliptik yörüngelere sahip dinamik olarak "sıcak" cisimler.

Gözlemler öncesinde gökbilimciler, hem sıcak hem de soğuk popülasyondaki küçük cisimlerin milyarlarca yıl içinde çok sayıda çarpışmaya maruz kalarak yüzeylerinin büyük cisimlere kıyasla farklılaşmış olacağını tahmin ediyordu. Elde edilen veriler bu beklentiyi çürüttü; küçük cisimlerin renklerinin büyük akrabalarıyla aynı ilişkileri izlediği ve yüzey bileşimlerini koruduğu tespit edildi. Renk ve bileşim araştırmasına liderlik eden Anastasia Morgan, "Küçük cisimlerin bir şekilde nasıl oluştuklarının tarihini hatırlaması ve koruması gerçekten büyüleyici" ifadesini kullandı. Araştırmanın ortak yazarı David Trilling ise dinamik olarak sıcak cisimlerin, yörüngeleri dış gezegenlerin hareketiyle dağılmış olmasına rağmen doğdukları yerin imzasını taşımayı sürdürdüğünü belirtti.

Webb teleskobunun sağladığı ölçümler, her iki popülasyondaki cisimlerin boyut dağılımlarının da şaşırtıcı biçimde benzer olduğunu kanıtladı. Boyut dağılımı çalışmasını yöneten Marielle Eduardo, erken Güneş Sistemi'nin farklı bölgelerinde ortaya çıkmalarına karşın gezegencik oluşum sürecinin her iki grupta aynı boyut dağılımını ürettiğini ve bu sürecin diskin sıcak, soğuk, yoğun veya seyrek olmasından etkilenmediğini aktardı. Araştırma ekibi ayrıca mevcut gezegen oluşum modellerinin öngördüğüne kıyasla çok daha az sayıda küçük cisimle karşılaştı. Bilim insanları, yüzey özelliklerinin korunmasının çarpışma sayısının beklenenden az olmasından mı yoksa parçalanmaya karşın ilksel kimyasal yapının muhafaza edilmesinden mi kaynaklandığını çözmek üzere çalışmalarını sürdürüyor.

Neden önemli?Bulgular, gezegenlerin yapı taşları olan gezegenciklerin erken Güneş Sistemi'ndeki oluşum süreçlerinin yerel disk koşullarından bağımsız işlediğini göstererek mevcut gezegen evrimi modellerini yeniden şekillendiriyor.

Şu ana kadar bildiklerimiz

  • Hubble görünür ışıkta, James Webb ise kızılötesi dalga boyunda eş zamanlı gözlem yaparak Neptün ötesinde 27 yeni ve son derece sönük gök cismi tespit etti.
  • İncelenen en küçük gök cisminin yaklaşık 5 kilometre çapında olduğu ve yer tabanlı en hassas teleskopların tespit sınırından beş kat daha küçük kaldığı saptandı.
  • Dinamik olarak soğuk ve sıcak popülasyonlardaki küçük cisimlerin beklenenin aksine çarpışmalar nedeniyle renk değiştirmeyip ilksel bileşimlerini koruduğu belirlendi.

Cevabı beklenen sorular

  • Küçük Neptün ötesi cisimlerin yüzey özelliklerini korumasının nedeni çarpışma sayısının azlığı mı yoksa parçalanmaya rağmen ilksel kimyasal yapının muhafaza edilmesi mi?
  • Gözlemlenen küçük boyutlu gök cismi sayısının mevcut gezegen oluşum modellerinin tahmin ettiğinden daha düşük çıkması teorik hesaplamaları nasıl değiştirecek?