Kayalık Ötegezegenler Düşündüğümüzden Daha Garip

Yeni bir astrojeoloji çalışması, yakındaki kayalık ötegezegenlerin çoğunun Güneş Sistemimizdeki hiçbir şeye benzemediğini gösteriyor

Gökbilimciler, galaksimizde, ötegezegenler olarak bilinen yıldızların yörüngesinde dönen binlerce gezegen keşfettiler. Ancak, bu gezegenlerin tam olarak neyden yapıldığını veya her hangi birinin Dünya’ya benzeyip benzemediğini bilmek zor. NSF’nin NOIRLab’ından astronom Siyi Xu, bunu öğrenmek için Fresno’daki California Eyalet Üniversitesi’nden jeolog Keith Putirka ile kirli beyaz cüceler olarak bilinenlerin atmosferlerini incelemek için ortaklık kurdu.. Bunlar, bir zamanlar yıldızın yörüngesinde dönen, ancak sonunda beyaz cüceye dönüşen  ve atmosferini “kirleten” gezegenlerden, asteroitlerden veya diğer kayalık cisimlerden gelen yabancı maddeleri içeren Güneş gibi bir zamanlar normal yıldızların yoğun, çökmüş çekirdekleridir. Bilim adamları, bir beyaz cücenin atmosferinde doğal olarak var olmayacak elementleri (hidrojen ve helyum dışında herhangi bir şey) arayarak, yıldıza düşen kayalık gezegen nesnelerinin neyden yapıldığını anlayabilirler.

Putirka ve Xu, tümü Güneş’ten yaklaşık 650 ışık yılı uzaklıkta bulunan ve kalsiyum, silikon, magnezyum ve demirin Hawai’deki WM Keck Gözlemevi , Hubble Uzay Teleskobu kullanılarak hassasiyetle ölçüldüğü 23 kirli beyaz cüceye baktılar. Bilim insanları daha sonra, onlardan oluşacak mineralleri ve kayaları yeniden yapılandırmak için bu elementlerin ölçülen bolluklarını kullandılar. Bu beyaz cücelerin, Güneş Sistemimizdeki herhangi bir iç gezegenden çok daha geniş bir bileşim yelpazesine sahip olduğunu buldular, bu da gezegenlerinin daha çeşitli kaya türlerine sahip olduğunu düşündürdü. Aslında, bazı kompozisyonlar o kadar sıra dışı ki, Putirka ve Xu, bu gezegenlerde var olması gereken yeni kaya türlerini sınıflandırmak için yeni isimler (“kuvars piroksenitler” ve “periklaz dünitler” gibi) oluşturmak zorunda kaldı. [1]

“ Bazı ötegezegen türlerinde ,Dünya’ya benzer görünen kaya türleri vardır. Fakat Güneş Sisteminde doğrudan muadilleri yoktur. ”  diyor Xu.

Putirka, bu yeni kaya türlerinin ait oldukları kayalık dünyalar için ne anlama gelebileceğini anlatıyor. “ Beyaz cüce verilerinden gördüğümüz bazı kaya türleri, Dünya’daki kayalardan daha fazla su çözebilir ve okyanusların nasıl geliştiğini etkileyebilir ” diye açıklıyor. “ Bazı kaya türleri, Dünya kayalarından çok daha düşük sıcaklıklarda eriyip daha kalın kabuk üretebilir ve bazı kaya türleri daha zayıf olabilir, bu da levha tektoniğinin gelişimini kolaylaştırabilir. ”

Kirli beyaz cücelerle ilgili daha önceki araştırmalar, kalsiyum, alüminyum ve lityum gibi kayalık cisimlerden elementler bulmuştu. Bununla birlikte, Putirka ve Xu, bunların küçük elementler (tipik olarak bir Dünya kayasının küçük bir bölümünü oluşturan) ve ana elementlerin (bir Dünya kayasının büyük bir bölümünü oluşturan), özellikle silikon ölçümlerinin bu gezegenlerde ne tür kaya türleri olurduyu  gerçekten bilmek için gerekli olduğunu açıklıyor.

Buna ek olarak, Putirka ve Xu, beyaz cücelerin atmosferlerinde ölçülen yüksek magnezyum ve düşük silikon seviyelerinin, tespit edilen kayalık döküntülerin muhtemelen gezegenlerin içlerinden – kabuklarından değil mantodan geldiğini gösterdiğini belirtiyor . Kirlenmiş beyaz cücelerle ilgili daha önceki bazı araştırmalar, bir zamanlar bu yıldızların yörüngesinde dönen kayalık gezegenlerde kıtasal kabuğun var olduğuna dair işaretler göstermişti , ancak Putirka ve Xu, kabuklu kayalara dair hiçbir kanıt bulamadı. Ancak gözlemler, gezegenlerin kıtasal kabuğa veya diğer kabuk tiplerine sahip olduğunu tamamen dışlamaz. Putirka, “eğer kabuklu kaya varsa, onu göremeyeceğimize inanıyoruz, çünkü muhtemelen çekirdek ve manto gibi diğer gezegen bileşenlerinin kütlesine kıyasla ölçülecek kadar küçük bir kesirde meydana geliyor” diyor.

Xu’ya göre, bir astronom ve bir jeologun eşleşmesi, kirli beyaz cücelerin atmosferlerinde saklı sırları çözmenin anahtarıydı. “ Keith Putirka ile bir konferansta tanıştım ve gözlemlediğim sistemleri anlamama yardım edebileceği için heyecanlandım. O bana jeolojiyi, ben de ona astronomiyi öğretti ve biz de bu gizemli ötegezegen sistemlerini nasıl anlamlandıracağımızı bulduk. ”

notlar

[1] “Normal” veya mevcut kaya sınıflandırma yöntemleri, olivin ve ortopiroksenin Dünya’nın mantosundaki (ve Güneş Sistemimizdeki diğer kayalık gezegenlerin mantolarındaki) baskın mineraller olduğu gerçeğine dayanmaktadır . Ancak birçok ötegezegen için olivin olmayabilir ve  kuvars  mevcut olabilir veya ortopiroksen olmayabilir ve periklaz mevcut olabilir  ve bu nedenle yeni bir sınıflandırma terminolojisi geliştirildi. 

İlhan Vardar

Kaynak : NSF’nin NOIRLab (Ulusal Optik-Kızılötesi Astronomi Araştırma Laboratuvarı),