Dolar 9,3218
Euro 10,8357
Altın 529,53
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Ağır Hidrojen ile Gezegen Sistemlerinin Oluşumunu Çözmek

26.09.2021
19
Ağır Hidrojen ile Gezegen Sistemlerinin Oluşumunu Çözmek

AS 209 ve HD 163296 gibi genç yıldızların etrafındaki gezegen öncesi disklerin ALMA görüntüleri. Farklı moleküllerin farklı dağılımları vardır. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Cataldi ve diğerleri/Aikawa ve diğerleri.

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisini kullanan uluslararası bir araştırma ekibi (ALMA), şimdiye kadar elde edilen en yüksek çözünürlüğe sahip gezegen oluşum bölgelerinde ağır hidrojenin veya döteryumun dağılımını ortaya çıkardı. Bu, ötegezegenlerin ve Güneş Sistemi nesnelerinin oluşumu sırasındaki fiziksel ve kimyasal koşulları anlamak için ipuçları sağlar.

Tokyo Üniversitesi’nde profesör olan Yuri Aikawa, “Güneş Sistemimizdeki çeşitli cisimlerin çeşitli kimyasal bileşimleri var” diyor. “Bu çeşitlilik, oluşum bölgelerindeki kimyasal bileşim ve fiziksel durumdaki farklılıklardan kaynaklanıyor olabilir. Gezegen oluşturan disklerdeki kimyasal çeşitliliği ortaya çıkarmak, bu nedenle gezegen oluşumunun incelenmesi için esastır. ”

Genç yıldızların etrafındaki gezegen öncesi diskler, her biri belirli dalga boylarında radyo dalgaları yayan çeşitli moleküller içerir. Bu çalışmada araştırmacılar, gezegen oluşturan disklerdeki fiziksel ve kimyasal koşulları anlamak için ALMA’nın üstün çözünürlüğünü ve hassasiyetini kullandılar.

HD 163296'da Hidrojen Siyanür

Genç yıldız HD 163296’dan alınan ALMA verilerinin bu görüntüsü, hidrojen siyanür emisyonunu göstermektedir. MAPS projesi, genç gezegenlerin bileşimlerini ve bileşimlerin bir ön-gezegen diskinde gezegenlerin nerede oluştuğuyla nasıl bağlantılı olduğunu daha iyi anlamak için gezegen oluşturan disklerdeki hidrojen siyanür ve diğer organik ve inorganik bileşiklere odaklandı. Kredi: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/D. Berry (NRAO), K. Öberg ve diğerleri (MAPS)

Tokyo Üniversitesi ve Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Gianni Cataldi ve ekibi, ön-gezegen disklerinde hidrojenin ağır kardeşi olan döteryuma odaklandı. Sadece bir döteryum olmasına rağmen atom her 100.000 hidrojen atomu için bazı moleküllerde oranın daha yüksek olduğu bilinmektedir. Bu döteryum zenginleştirmesi, bir nesnenin bir diskte nerede oluştuğunu anlamak için bir ayak izi olarak kullanılabilir.

Ekip, ALMA verilerini analiz etti ve protoplaneter disklerdeki döteryum bolluk oranının uzamsal dağılımını ölçtü. Döteryum bolluk oranlarının, tek bir disk içindeki farklı konumlar arasında yaklaşık 100 kat farklılık gösterdiğini ve bolluk oranlarının merkez yıldıza yaklaştıkça küçüldüğünü buldular.

“Döteryum zenginleştirmesinden iki ana reaksiyonun sorumlu olduğu düşünülüyor; biri çok düşük sıcaklıktaki bölgelerde aktiftir ve diğeri nispeten sıcak bölgelerde bile etkili kalır. Gözlemlerimiz, her ikisinin de disklerde önemli bir rol oynadığını gösteriyor” diyor Cataldi.

Gezegen öncesi disklerde gözlemlenen döteryum bolluk oranlarının Güneş Sistemi nesnelerininkilerle karşılaştırılması, nesnelerin kökeni hakkında bilgi sağlayabilir. Örneğin, 1997 yılında Güneş’e yaklaşan ve Dünya’dan parlak bir şekilde görülebilen Hale-Bopp Kuyruklu Yıldızı için HCN moleküllerindeki döteryum bolluk oranı ölçülmüştür. Hale-Bopp Kuyruklu Yıldızı’nın değeri, bu sefer ön-gezegen disklerinde ölçülen değerden daha küçüktü.

Tokyo Üniversitesi’nden yüksek lisans öğrencisi ve araştırmanın ortak yazarı Yoshihide Yamato, “Bu, Hale-Bopp Kuyruklu Yıldızı’nın diskin iç kısmında, genç Güneş’e yakın (30 au içinde) oluştuğunu düşündürebilir” diyor. kağıt. “Başka bir olasılık da kuyruklu yıldızdaki HCN moleküllerinin, disk oluşumunun çok daha erken bir aşamasında gaz bulutundan yoğunlaşan buzlardan kaynaklanmış olması ve diskteki döteryum zenginleşmesinden etkilenmemiş olmasıdır.”

Bu gözlemler, yüksek uzaysal çözünürlüğe sahip protoplaneter disklerdeki moleküller tarafından yayılan radyo dalgalarını tespit etmek için bir ALMA Büyük Programının, “Gezegen Oluşturan Ölçeklerde ALMA’lı Moleküller” veya MAPS’nin bir parçasıdır. Bu programda araştırmacılar beş genç yıldız, IM Lupi, GM Aurigae, AS 209, HD 163296 ve MWC 480 etrafında ALMA ile DCN ve N gibi döteryumlu moleküller de dahil olmak üzere yaklaşık 20 molekülün dağılımını çıkarmak için gezegen öncesi diskleri gözlemlediler.2NS+.

Astrofizik Merkezi’nden bir gökbilimci olan Karin Öberg, “ALMA ile, ötegezegenlerin şu anda bir araya geldiği yerlerde moleküllerin nasıl dağıldığını görebildik” dedi. Harvard ve Smithsonian (CfA) ve MAPS Baş Araştırmacısı. “Gördüğümüz gerçekten heyecan verici şeylerden biri, bu beş genç yıldızın etrafındaki gezegen oluşturan disklerin, burada Dünya’daki yaşamın kökenlerinde yer alan nitril adı verilen özel bir organik molekül sınıfının fabrikaları olduğudur.”

Bilim adamları ayrıca HC gibi karmaşık organik molekülleri de gözlemlediler.3S, SADECE3CN ve cc3H2; özellikle bunlar karbon içerir ve bu nedenle daha büyük, prebiyotik moleküllerin besleme stoğu olarak hareket etmeleri daha olasıdır. Bu moleküller daha önce gezegen öncesi disklerde tespit edilmiş olsa da, MAPS çok yüksek uzaysal çözünürlük ve hassasiyette birden fazla disk üzerinde yapılan ilk sistematik çalışma ve bu kadar önemli miktarlardaki molekülleri küçük ölçeklerde bulan ilk çalışmadır. John Ilee, “Güneş Sistemi’nin ölçeklerindeki iç disklerde yer alan 10 ila 100 kat daha fazla, beklenenden daha fazla büyük organik molekül bulduk ve kimyaları Güneş Sistemi kuyruklu yıldızlarına benzer görünüyor” dedi. Leeds Üniversitesi’nde astronom ve bir MAPS makalesinin baş yazarı. “Bu büyük organik moleküllerin varlığı önemlidir, çünkü uzayda bol miktarda bulunan karbon monoksit gibi daha basit karbon bazlı moleküller ile yaşamı yaratmak ve sürdürmek için gerekli olan daha karmaşık moleküller arasındaki basamak taşlarıdır. ”

Genç Yıldızı Çevreleyen Protoplanetary Diskte Gaz ve Toz

Bu sanatçının anlayışına göre, genç yıldızı çevreleyen gezegen öncesi diskteki gaz ve tozdan gezegenler oluşur. Gaz, hidrojen siyanür ve dünyadaki yaşamın gelişimiyle bağlantılı daha karmaşık nitriller dahil olmak üzere birçok farklı molekülden ve diğer organik ve inorganik bileşiklerden oluşur. Basit organik bileşiklerden daha karmaşıklarına kadar, diskte belirli bir konumdaki moleküller çorbası, orada oluşan gezegenin geleceğini şekillendirir ve bu gezegenin bildiğimiz gibi yaşamı destekleyip destekleyemeyeceğini belirler. Kredi: M.Weiss/Astrofizik Merkezi/Harvard & Smithsonian

Aikawa ve MAPS ekibi ayrıca iyonize moleküllerin disklerdeki uzaysal dağılımını da ortaya çıkardı. Disklerin 100-au yarıçapındaki bölgede iyonize moleküllerin daha az bol olduğunu buldular. İyonize edilirse, diskteki gaz manyetik alanlara karşı daha hassastır, bu da gazın dışarı akmasına neden olabilir veya tersine gazın merkez yıldıza akmasına izin vererek yıldızların ve gezegenlerin büyümesini büyük ölçüde etkiler. Gözlem ayrıca, disk orta düzlemindeki iyonlaşma hızının nesneden nesneye değişebileceğini, bu da gezegen oluşturan disklerin fiziksel koşullarının oldukça karmaşık olduğunu gösterir.

Aikawa, “Güneş Sistemimizin oluşum sürecinin gizemine, ALMA kullanarak ön-gezegen disklerinin gözlemlerini, Güneş Sistemi malzemesinin gözlemlerini ve analizini ve teorik araştırmaya dayalı tahminleri birleştirerek yaklaşabileceğimize inanıyorum” diye özetliyor.

Kağıt Bilgileri

Bu gözlem sonuçları Gianni Cataldi ve ark. “Gezegen Oluşturan Ölçeklerde (MAPS) X’te ALMA’lı Moleküller: Gezegen öncesi disklere doğru yüksek açısal çözünürlükte döteryum çalışması” ve Yuri Aikawa ve diğerleri. “Gezegen Oluşturan Ölçeklerde (MAPS) ALMA’lı Moleküller XIII: HCO+ ve disk iyonizasyon yapısı” ve Astrophysical Journal Supplement Series’in MAPS özel sayısında yer alan diğer 18 makale.

Bu araştırma aşağıdakiler tarafından desteklenmiştir:

JSPS KAKENHI (No. 18H05222, 20H05844, 20H05847, 18H05441, JP17K14244 ve JP20K04017), NAOJ ALMA Ortak Bilimsel Araştırma Programı (2019-13B, 2018-10B), Tokyo Üniversitesi’nin Dünya Lideri Yenilikçi Lisansüstü Eğitim Programı (WINGS), NASA Hubble Bursu hibesi (HST-HF2-51401.001, HST-HF2-51419.001, HST-HF2-51427.001-A, HST-HF2-51429.001-A, HST-HF2-51405.001-A, HST-HF2-51460.001-A), NASA Hibe (No. 17-XRP17 2-0012), NSF AAG Hibesi (#1907653), FONDECYT Iniciación 11180904 ve ANID projesi Basal AFB-170002, Hibe No. DGE1745303 kapsamında NSF Lisansüstü Araştırma Bursu, Çin Doğa Bilimleri Vakfı hibe No. 11973090 , David ve Lucille Packard Foundation ve Johnson & Johnson’ın WiSTEM2D Programı, Birleşik Krallık Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (ST/T000287/1, ST/R000549/1, MR/T040726/1), CNES bursu, ANR of France kapsamında ANR-16-CE31-0013 ve ANR-15-IDEX-02, Simons Foundation (SCOL #321183), Wisconsin Alumni Research Foundation ve Smithsonian Institution sözleşmeleri.

Uluslararası bir astronomi tesisi olan Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA), Güney Yarımküre’deki Avrupa Astronomi Araştırmaları Örgütü’nün bir ortaklığıdır (O), ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Japonya Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüleri (NINS), Şili Cumhuriyeti ile işbirliği içinde. ALMA, Üye Devletleri adına ESO tarafından, Kanada Ulusal Araştırma Konseyi (NRC) ve Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (MOST) ile işbirliği içinde NSF tarafından ve Tayvan’daki Academia Sinica (AS) ile işbirliği içinde NINS tarafından finanse edilmektedir. ve Kore Astronomi ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (KASI).

ALMA inşaat ve operasyonları, Üye Devletleri adına ESO tarafından yönetilmektedir; Kuzey Amerika adına Associated Universities, Inc. (AUI) tarafından yönetilen Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından; ve Doğu Asya adına Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi (NAOJ) tarafından. Ortak ALMA Gözlemevi (JAO), ALMA’nın inşası, devreye alınması ve işletilmesinin birleşik liderliğini ve yönetimini sağlar.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.