Gezegen Oluşumu mu? Bi Dünya İŞ!

Şimdi bi oturup eğri kalkıp düzgün konuşalım, gezegen yapmak öyle kolay iş miş değil!

Öncelikle yenidoğan bir yıldız etrafından dönen bir gaz tabakasına ihtiyacınız var. Bu tabakadaki taş ve mineral parçaları bir şekilde yığın haline gelip en sonunda da koca bir Dünya oluşturmalı. Fakat aslında bu parçacıkların bir araya gelip kümelenmesi olayı, bilim insanlarının kafasını uzun zamandır karıştırıyordu. Elektrostatik güç, kanepenin altındaki tozlarda olduğu gibi, çakıltaşı büyüklüğünde kümeler oluşmasını sağlardı. Ancak bu işlem büyük çapta işe yaramıyor çünkü dev objeler birbirine çarptığında yapışmak yerine sıçrıyor ya da parçalanıyor. Gezegen oluşumun başında bir şey onlara yardım ediyor olmalı, ama ne ?

Bu gizeme bir potansiyel cevap yaklaşık onyıl önce, Arizona Üniversitesi’nden Andrew Youdin ve Princeton Üniversitesi’nden Jeremy Goodman bir gaz tabakasına direnç yaratan toz tanelerinin gezegen tohumları olabileceğini keşfettiklerinde geldi. Youdin ve Goodman bu gezegen oluşturma mekanizması önerilerini “değişkenliğin akışı” olarak isimlendirdi.

Youdin’in dediğine göre tozun hareketi, yarışta direnci azaltmak için birbirine yaklaşan bisikletçilere benziyor. “Şu an elimizde olan, gezegen oluşumu sürecinin gerçekte nasıl işlediğini anlamanın en iyi yollarından biri.” diyor Youdin. Bu direnç (karşıdan esen rüzgara karşı koşmaya benzer) taneleri küme haline getiriyor ve bunlar daha sonra kendi yerçekimi kuvvetleri sayesinde, daha sonra dev bir gezegen oluşturmak üzere yığın haline gelerek, katılaşıyor. “Son onyılda çalışmalarda bir patlama var çünkü değişkenlik akışı önerisi, gezegen oluşumunu anlamamızda bir buluş niteliği gördü.” diyor Californiya Teknoloji Enstitüsü’nden Philip Hopkins.

Ama hikayenin anlatılacak daha çok şeyi olabilir.

Son yayınlarında Hopkins ve Caltech’ten meslektaşı Jonathan Squire, gaz içerisindeki toz direncinin, gezegen oluşumunu da aşıp evrenin içine uzanacak kadar büyük etkileri olduğunu anlattılar. Tabakadaki gaz, dönen toz tanelerini yavaşlatıyor ve bu diğer parçacıkların, onların arkasında birikmesine yol açıyor. Bu biriken parçacıklar gazın içerisinde bir girdap oluşturuyor ve bir partideki konga dansı (conga line) gibi etraftaki parçacıkları da harekete geçiriyor. Elektromanyetik alnların varlığı ya da yokluğu gibi bazı durumlarda toz; kümeler, katmanlar, lifler ya da değişik boyutlarda başka yapılar oluşturabilir.

Çınlayan direnç değişkenliği olarak isimlendirilen süreç, değişkenlik akışını da içeren, gerçeğe daha yakın bir fenomen. Hepsi direnç gücü ile etkileşime dayanıyor ancak değişkenlik akışı, gezegenimsi bir katmanda gerçekleşen özel bir olay. Fakat teoride değişkenlik akışı olayı toz ve gaz olan her yerde, mesela yıldızlar ve kara deliklerin çevresi ve hatta yıldızlararası uzayın derinliklerinde bile gerçekleşebiliyor olmalı. “Parçacıkları gaz içerisinde her hareket ettirmeye çalıştığınızda bu tarz bir değişkenlik oluşur.” diyor Hopkins. Bu değişkenlik, bazı yıldızların nasıl yaşlandığı ve yıldız fırtınası çıkararak öldüğünden, volkanik tozların bir gezegenin atmosferine nasıl yerleştiğine kadar herşeyde önemli bir rol oynayabilir.

Bilhassa, araştırmacılar gezegen oluşturan katmanda da meydana gelebilecek yeni bir direnç değişimi durumu keşfetti. Bu süreçte, “değişkenliğin yerleşimi” olarak adlandırılıyor, toz ;değişkenliğin akışını potansiyel olarak artıran, bir katmana yerleştiği gibi, ortak merkezli halkaların kümelerine de eklenebilir. “Buradaki genel algı, yalnızca değişkenlik akışından daha fazlası olmalı” diyor Hopkins. “Birçok insanın edindiği şüphe, bu değişkenliğin çalıştığı özel durumların gerçekten yakın olmasıydı.” Değişkenlik akışı süreçleri müthiş derecede toz yoğunluğu olan yerlerde en iyi işler. Gezegen oluşturan katmanın yalnızca küçük bir kesimi bu kriteri karşılayabilir ancak istatistiklere göre tüm yıldızlar gezegenlere sahip. Teoride diğer dirence bağlı gezegen oluşturan mekanizmalar, Hopkins ve Squire’ın önerisi gibi, farkı oluşturabilir.

Zihinsel merak….

“Gezegen oluşumu, insanlığın en büyük zihinsel meraklarından biri.” diyor Konstantin Baytgin, diğer grupların dışında, Caltech’ten bir astrofizikçi. “Küçük parçacıkların nasıl oluştuğuna dair yeni bir anlayış doğması bence bir dönüm noktası.”

Diğerleri o kadar da emin değil. Direnç değişkenliği olayı büsbütün genel ve tek başına büyük rol oynuyor” diyor gaz dinamiklerini çalışan ancak yukarıdaki çalışamalara dahil olmayan astrofizikçi Jim Stone (Princeton Üniversitesi). “Herhangi birşeyin daha önemli olduğunu düşünmek zor” diyor.

fakar araştırmacılar, Hopkins ve Squire’ın mekanizma ve çıkarımlarının doğruluğunu ispatlamak için daha çok şeyin gözlemlenmesi gerektiği konusunda mutabık. Özellikle, bazı özel durumların, daha gerçekçi, kaotik ve çalkantılı koşullar altında nasıl ortaya çıktığı ve evrildiğini modellemek için daha iyi bilgisayar simülasyonlarına ihtiyaç var. “Bu çeşit simülasyonlar halihazırda yapım aşamasında” diyor Hopkins. Üstelik, Youdin’in dediğine göre, gezegen oluşumunun kasvetli sürecini gözlemleyen yeni radyo teleskop gözlemleri de değişkenliğin yerleşimi olayı gibi süreçlerin lehine ya da aleyhine fazladan kanıt sağlayabilir.

“Bu çalışmanın gerçekten ilgi çekici yanı ise matematiği tek çatı altında birleştirmiş olması.” diyor Stone. Daha da ilgi çekici olan ise, bunun tüm evrende gerçekleşebiliyor olması.

Burada, Dünya’da bile gerçekleşiyor olabilir. Hopkings, kendisi ve Squire’ın, bu direnç değişkenliği sürecinin Dünya atmosferine yağan volkanik toz tanelerinde de gerçekleşebiliyor olduğuna tanıklık ettiğini düşünen bazı volkanolojistlerden rapor aldıklarını söylüyor. Düşerken ne kadar toz kümelenirse o kadar az güneş ışığını engellerler ve bu, gezegendeki soğuma oranını azaltır. Bu demek oluyor ki direnç dengesizliğinin volkanik patlamaları nasıl etkilediğini anlamak iklim değişikliği modelini geliştirmemizde önemli bir rol oynanabilir.

Hala, direnç değişkenliği çalışmasının bu noktada tüm gizemleri çözmesi gerek. “Sanki soruları tüketemeyen birşeyler olduğunu görüyorum” diyor Youdin. ” Fakat gerçekten yeni bakış açıları yaratıyor.”