Ön gezegen diski

Orion Bulutsusu içerisindeki bir ilgedisk

Ön gezegen diski, yeni oluşmuş genç bir yıldızın (bir T Tauri yıldızı veya Herbig Ae/Be yıldızı) etrafını çevreleyen ve yoğun gaz ve tozun oluşturduğu dönen bir çöküntü çemberidir. Ön gezegen diski, yıldızın kendisi için bir toplanma diski olarak da düşünülebilir; çünkü gazlar veya diğer malzemeler diskin iç kenarından yıldızın yüzeyine düşüyor olabilir. Bu süreç gezegenlerin oluştuğu düşünülen birikme süreci ile karıştırılmamalıdır. Dış bir kaynak tarafından aydınlatılan foto-buharlaşan Ön gezegen disklerine ilgediskler denir.

Temmuz 2018'de, PDS 70b adlı yeni oluşmakta olan bir dış gezegen içeren böyle bir diskin doğrulanmış ilk görüntüsü sunuldu.^[1]^[2]^[3]

Oluşumu

T Tauri yıldızları etrafındaki ön gezegen diskleri, boyutları ve sıcaklıkları bakımına yakın ikili sistemlerin temel bileşenleri etrafındaki disklerden farklıdırlar. Ön gezegen disklerinin 1000 AU boyutunda yarıçapları vardır ve ancak en iç kısımları 1000 K üzeri sıcaklıklara ulaşabilir. Genellikle jetler eşlik etmektedirler.

Önyıldız'lar tipik olarak moleküler hidrojen içeren moleküler bulutlardan oluşurlar. Bir parça moleküler asit kritik bir boyuta ulaştığı zaman, kütle veya yoğunluk, kendi çekimi altında çökmeye başlar. Güneş bulutsusu denilen çökme halindeki bu bulut daha da yoğunlaştıkça, ortalama bulut çıkışındaki rastgele gaz hareketleri orijinal olarak bulutsunun net açısal momentumu yönünde hareket etmek isterler. Açısal momentumun korunumu durumu bulutsuların çapı azaldıkça rotasyonun artmasına sebep olur. Bu rotasyon, bulutun dışarıya doğru açılmasına tıpkı bir pizza hamurunun açılması gibi ve disk şeklini almasına sebep olur. İlk çöküş yaklaşık olarak 100.000 yıl sürer.^[4] Bu süreden sonra yıldız, aynı kütleli anakol yıldızına benzer bir yüzey sıcaklığına ulaşır ve görünür hale gelir. Artık bir T Tauri yıldızıdır. Yıldızın üzerine gaz birikmesi olayı disk kaybolmadan önce, belki genç yıldızın rüzgarı tarafından uçurulmadan veya belki de sadece birikim bittikten sonra radyasyon yaymayı bırakmadan önce, 10 milyon yıl daha devam eder. Şimdiye kadar keşfedilmiş en yaşlı ön gezegen diski 25 milyon yıl yaşındadır.^[5]^[6]

Gezegen sistemi

Güneş Sistemi'nin bulutsu varsayımı, ön gezegen disklerinin nasıl bir şekilde gezegensel sistemlere dönüştüğü düşüncesini tarif eder. Elektrostatik ve çekimsel etkileşimler, disk içerisindeki toz ve buz tanelerinin bir gezegenin etrafında dönen küçük gezegenimsi yapılara dönüşmelerine sebep olur. Bu süreç, sistemden gazı dışarıya doğru sürükleyen yıldızsal rüzgara ve materyali T Tauri yıldızının merkezine doğru çeken yerçekimine (birikme) karşı gerçekleşir. Gezegenimsi yapılar, hem karasal hem de dev gezegenlerin yapı taşlarını oluşturur.^[7]^[8]

Jüpiter, Satürn ve Uranüs'ün uydularından bazılarının, ön gezegen disklerinin daha küçük benzerlerinden oluştuğuna inanılır.^[9]^[10] Gezegenlerin ve uyduların geometrik olarak ince, gaz ve toz bakımından zengin disklerde oluşması, gezegenlerin tutulum düzleminde sıralanmasının sebebidir. Güneş Sistemi'nin oluşumundan on milyonlarca yıl sonra, Güneş Sistemi'nin birkaç AB içinde muhtemelen şu anda gördüğümüz karasal gezegenlerde toplanan ve birleşen düzinelerce Ay-Mars büyüklüğündeki cisimleri içeriyordu. Dünya'nın uydusu Ay, Güneş Sisteminin oluşumundan yaklaşık 30 milyon yıl sonra Mars büyüklüğündeki bir öngezegenin yanal bir şekilde ön-Dünya ile çarpışmasıyla oluştu.

Ön gezegen diskleri, Güneş Sistemi'mizdeki bazı genç yıldızların etrafında gözlemlenmiştir. Hubble Uzay Teleskobuyla yapılan yeni gözlemler de Orion bulutsusu etrafında oluşan ilgediskler ve gezegensel diskleri göstermiştir.

Enkaz diskleri

Yıldızsal çevre tozlarının gaz bakımından fakir diskleri, yakın birçok yıldızın etrafında bulunur birçoğunun yaşı ~10 milyon yıldan (örneğin Beta Pictoris, 51 Ophiuchi) milyarlarca kadar yıla kadar (örneğin Tau Ceti) dayanır. Bu sistemlere genelde "enkaz diski" denir. Yıldızların verilen daha fazla yaşam süreleri ve Poynting-Robertson sürüklemesi sebebiyle mikrometre-yıldızları toz birikintilerinin az yaşam sürelerinin, çarpışmalar ve radyasyon basıncı (tipik olarak yüzlerce yıldan binlerce yıla kadar), gezegenciklerin (örneğin asteroid ve kuyrukluyıldızlar) çarpışmalarından dolayı ortaya çıkan tozlardan dolayı kaynaklandığı düşünülmektedir. Bu örneklerin (örneğin Vega, Alfa Coronae Borealis, Fomalhaut vs.) etrafındaki enkaz diskleri, bu sebepten dolayı muhtemelen gerçek bir ön gezegen diski değildir, fakat disk evriminin, daha sonraki bir aşamasını temsil eder (Asteroit kuşağı ve Kuiper kuşağının güneşdışı benzerleri, gezegenciklerin toz-üreten çarpışmalarına ev sahibidir).

Abiyogenez ile olan ilişkisi

Şu anki bilgisayar model çalışmalara dayanarak, hayat için gerekli olan kompleks organik bileşikler, Dünya oluşmadan önce Güneş'in etrafındaki gaz tanelerinden oluşan bir ön gezegen diski içerisinde oluşmuştur. Bilgisayar çalışmalarına göre, aynı süreç gezegen edinmiş başka yıldızların etrafında da olabilir.

Kaynakça

^ Staff (2 Temmuz 2018). "First confirmed image of newborn planet caught with ESO's VLT - Spectrum reveals cloudy atmosphere". EurekAlert!. 2 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2018.
^ Müller, A. "Orbital and atmospheric characterization of the planet within the gap of the PDS 70 transition disk" (PDF). ESO. 2 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2018.
^ Keppler, M. "Discovery of a planetary-mass companion within the gap of the transition disk around PDS 70" (PDF). ESO. 2 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2018.
^ Mamajek, E.E.; Meyer, M.R.; Hinz, P.M.; Hoffmann, W.F.; Cohen, M.; Hora, J.L. (2004). "Constraining the Lifetime of Circumstellar Disks in the Terrestrial Planet Zone: A Mid-Infrared Survey of the 30 Myr old Tucana-Horologium Association". The Astrophysical Journal. 612 (1). ss. 496-510. arXiv:astro-ph/0405271 $2. Bibcode:2004ApJ...612..496M. doi:10.1086/422550.
^ White, R.J.; Hillenbrand, L.A. (2005). "A Long-lived Accretion Disk around a Lithium-depleted Binary T Tauri Star". The Astrophysical Journal. 621 (1). ss. L65-L68. arXiv:astro-ph/0501307 $2. Bibcode:2005ApJ...621L..65W. doi:10.1086/428752.
^ Cain, Fraser; Hartmann, Lee (3 Ağustos 2005). "Planetary Disk That Refuses to Grow Up (Interview with Lee Hartmann about the discovery)". Universe Today. 4 Haziran 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Haziran 2013.
^ Lissauer, J. J.; Hubickyj, O.; D'Angelo, G.; Bodenheimer, P. (2009). "Models of Jupiter's growth incorporating thermal and hydrodynamic constraints". Icarus. 199 (2). ss. 338-350. arXiv:0810.5186 $2. Bibcode:2009Icar..199..338L. doi:10.1016/j.icarus.2008.10.004.
^ D'Angelo, G.; Weidenschilling, S. J.; Lissauer, J. J.; Bodenheimer, P. (2014). "Growth of Jupiter: Enhancement of core accretion by a voluminous low-mass envelope". Icarus. Cilt 241. ss. 298-312. arXiv:1405.7305 $2. Bibcode:2014Icar..241..298D. doi:10.1016/j.icarus.2014.06.029.
^ Canup, Robin M.; Ward, William R. (30 Aralık 2008). Origin of Europa and the Galilean Satellites. University of Arizona Press. s. 59. arXiv:0812.4995 $2. Bibcode:2009euro.book...59C. ISBN 978-0-8165-2844-8.
^ D'Angelo, G.; Podolak, M. (2015). "Capture and Evolution of Planetesimals in Circumjovian Disks". The Astrophysical Journal. 806 (1). ss. 29pp. arXiv:1504.04364 $2. Bibcode:2015ApJ...806..203D. doi:10.1088/0004-637X/806/2/203.

[EA-20180702-1] Staff (2 Temmuz 2018). "First confirmed image of newborn planet caught with ESO's VLT - Spectrum reveals cloudy atmosphere". EurekAlert!. 2 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2018.

[ESO-20180629-2] Müller, A. "Orbital and atmospheric characterization of the planet within the gap of the PDS 70 transition disk" (PDF). ESO. 2 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2018.

[ESO-20180630-3] Keppler, M. "Discovery of a planetary-mass companion within the gap of the transition disk around PDS 70" (PDF). ESO. 2 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2018.

[4] Mamajek, E.E.; Meyer, M.R.; Hinz, P.M.; Hoffmann, W.F.; Cohen, M.; Hora, J.L. (2004). "Constraining the Lifetime of Circumstellar Disks in the Terrestrial Planet Zone: A Mid-Infrared Survey of the 30 Myr old Tucana-Horologium Association". The Astrophysical Journal. 612 (1). ss. 496-510. arXiv:astro-ph/0405271 $2. Bibcode:2004ApJ...612..496M. doi:10.1086/422550.

[5] White, R.J.; Hillenbrand, L.A. (2005). "A Long-lived Accretion Disk around a Lithium-depleted Binary T Tauri Star". The Astrophysical Journal. 621 (1). ss. L65-L68. arXiv:astro-ph/0501307 $2. Bibcode:2005ApJ...621L..65W. doi:10.1086/428752.

[6] Cain, Fraser; Hartmann, Lee (3 Ağustos 2005). "Planetary Disk That Refuses to Grow Up (Interview with Lee Hartmann about the discovery)". Universe Today. 4 Haziran 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Haziran 2013.

[lhdb2009-7] Lissauer, J. J.; Hubickyj, O.; D'Angelo, G.; Bodenheimer, P. (2009). "Models of Jupiter's growth incorporating thermal and hydrodynamic constraints". Icarus. 199 (2). ss. 338-350. arXiv:0810.5186 $2. Bibcode:2009Icar..199..338L. doi:10.1016/j.icarus.2008.10.004.

[dangelo2014-8] D'Angelo, G.; Weidenschilling, S. J.; Lissauer, J. J.; Bodenheimer, P. (2014). "Growth of Jupiter: Enhancement of core accretion by a voluminous low-mass envelope". Icarus. Cilt 241. ss. 298-312. arXiv:1405.7305 $2. Bibcode:2014Icar..241..298D. doi:10.1016/j.icarus.2014.06.029.

[arxiv0812-9] Canup, Robin M.; Ward, William R. (30 Aralık 2008). Origin of Europa and the Galilean Satellites. University of Arizona Press. s. 59. arXiv:0812.4995 $2. Bibcode:2009euro.book...59C. ISBN 978-0-8165-2844-8.

[dangelo_podolak_2015-10] D'Angelo, G.; Podolak, M. (2015). "Capture and Evolution of Planetesimals in Circumjovian Disks". The Astrophysical Journal. 806 (1). ss. 29pp. arXiv:1504.04364 $2. Bibcode:2015ApJ...806..203D. doi:10.1088/0004-637X/806/2/203.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]