Gecelerimizi aydınlatan en parlak yıldızlardan biri olan Fomalhaut, yaklaşık 25 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. Bu yakınlığı, onun detaylı gözlemler için elverişli olmasını sağlıyor. Sadece 440 milyon yaşında olan Fomalhaut, genç bir yıldızdır.
Bu yaştaki yıldızlar, gezegenlerin oluştuğu enkaz diskleriyle çevrilidir. Bu diskler, küçük gök cisimlerinin çarpışmasından arta kalan kaya ve toz parçacıklarından oluşur. Gezegen biliminin güncel konularından biri, bu çevresel disklerde gezegenlerin nasıl oluştuğudur.
Bu disklerde ötegezegen bulmak oldukça zordur. Gök bilimciler, ötegezenlerin varlığını ima etmek için disklerin şekli ve morfolojisi üzerindeki ipuçlarını kullanırlar. Fomalhaut'un diski alışılmadık bir şekilde bükülmüş durumda ve yeni araştırmalar, bu bükülmenin yıldıza ev sahipliği yapan devasa bir gezegen tarafından kaynaklandığını öne sürüyor.
Fomalhaut ve diski hakkında iki ayrı makalede yeni gözlemler sunulmuştur. Birinci makale, The Astrophysical Journal'da yayımlanan ve Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Joshua Lovell'ın başyazarlığını yaptığı "ALMA, Fomalhaut Enkaz Diski'nde Eksantriklik Gradyanı Ortaya Çıkarıyor" başlıklı çalışmadır.
İkinci makale ise Johns Hopkins Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü'nden Jay Chittidi'nin başyazarlığını yaptığı ve The Astrophysical Journal Letters'da yayımlanan "Fomalhaut Enkaz Diski'nin Yüksek Çözünürlüklü ALMA Verileri Apsidal Genişlik Değişimini Doğruluyor" başlıklı çalışmadır.
Chittidi ve arkadaşları, "Fomalhaut'un yakınlığı, diğer sistemlere kıyasla disk yapısını daha yüksek çözünürlükte gözlemlememize olanak tanıyor ve bu durum, gezegen sistemlerinin erken evrimini keşfetmek için onu ideal bir hedef haline getirmeye devam ediyor" diye belirtiyor.
Temel bulgu, Fomalhaut'un enkaz diskinin eksantrik olduğudur, ancak bu eksantrikliğin sabit olmadığıdır. Bunun yerine, eksantriklik yıldıza olan mesafeye göre değişmektedir.
Araştırmacıların 'negatif eksantriklik gradyanı' olarak adlandırdığı bir durum söz konusudur. Bu, diskin yıldızdan uzaklaştıkça eksantrikliğinin azaldığı anlamına gelir.
Makalelerden birinin baş yazarı, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Submillimeter Array Fellow'u Joshua Bennett Lovell, "Gözlemlerimiz ilk kez, diskin eksantrikliğinin sabit olmadığını gösteriyor" dedi. "Mesafe arttıkça bu değer istikrarlı bir şekilde düşüyor, bu bulgu daha önce hiçbir enkaz diskinde kesin olarak gösterilememişti."
Bu araştırma, ALMA ve JWST gözlemlerini kullanmaktadır.
İkinci makalede yazarlar, "Ansae'deki diski ölçmek için radyal profiller kullanıyoruz ve ALMA tarafından gözlemlendiği üzere diskin güneydoğu (SE) tarafının kuzeybatı (NW) tarafından 4 astronomik birim (AU) daha geniş olduğunu buluyoruz" diye yazıyor.
Peki, bu duruma ne sebep oluyor?
Gezegenlerin bu tür diskler oluşturduğu teorik olarak öne sürülmektedir, ancak henüz hiçbiri doğrudan gözlemlenmemiştir. Araştırmacılar, veriye bir model uydurmaya çalıştılar ve disklerde gizlenen gezegenlerin, diskleri negatif eksantriklik gradyanına dönüştürebileceğini buldular.
Lovell ve araştırmacı arkadaşları ilk makalede, "Fomalhaut diskinin eksantriklik gradyanı çıkarımının, dahili bir gezegenin varlığı ve yörünge özellikleri için önemli çıkarımları olduğundan, bir sonraki adım olarak bu yorumla uyumlu olabilecek gezegen özelliklerini araştırıyoruz" diye yazıyorlar.
JWST ile yapılan gözlemler, ötegezenin kütlesi ve yörüngesi üzerinde bazı sınırlamalar getirmektedir.
Lovell ve yardımcı yazarları, "Gezegen özelliklerini sınırlamak için belki de daha da önemlisi JWST MIRI gözlemleridir" diye yazıyorlar. "Bunlarda, 83 AU ve 104 AU iç ve dış kenarlara sahip bir 'ara kuşak'ın ilk kanıtı sunuluyor."
Lovell'ın makalesinde, yazarlar olası ötegezen senaryolarını ikiye indiriyor.
Yazarlar, "Bir senaryo, Fomalhaut'un 'ana kuşağının' (ALMA tarafından görüntülenen) iç kenarına kadar olan malzemeyi doğrudan temizlemiş 109-115 AU'luk bir gezegeni tanımlıyor" diye yazıyorlar.
İkinci senaryo ise, 70 ila 75 AU arasındaki, JWST tarafından görüntülenen 'ara kuşak'ın içinde yer alan daha yakın bir gezegeni içermektedir.
Modelleme ayrıca, Fomalhaut'un diskinin muhtemelen başlangıçta eksantrik olduğunu ve bir gezegenin diskin morfolojisini şekillendirmesinden sorumlu olduğunu göstermektedir.
Lovell ve yardımcı yazarları sonuç bölümünde, "Bu bulgular, gezegen-disk etkileşimlerinin diskin morfolojisini (yani iç kenarlarını ve JWST gözlemlerine göre diskteki boşlukları) şekillendirmekten öncelikli olarak sorumlu olduğunu, ancak eksantrikliğinden sorumlu olmadığını ve dolayısıyla Fomalhaut'un eksantrik halkasının muhtemelen eksantrik doğduğunu düşündürmektedir" şeklinde açıklıyor.
Eksantriklik, araştırmacıların merakını uyandıran tek özellik değildir. Halkalarda farklı parlaklık özellikleri ve alt yapılar da bulunmaktadır.
İkinci makalenin baş yazarı Jay Chittidi bir basın açıklamasında, "Basitçe söylemek gerekirse: Bu tuhaf özelliklerini açıklayabilecek sabit bir eksantrikliğe sahip bir model bulamadık. Eski ve yeni modelleri karşılaştırarak, bu diski daha iyi yorumlayabiliyor ve bu dinamik sistemin tarihini ve mevcut durumunu yeniden yapılandırabiliyoruz" dedi.
Ne yazık ki, astronomların şu anda varsa bile gezegeni doğrudan tespit etmenin bir yolu yoktur.
Lovell'ın makalesi, "Her iki durumda da, ima edilen gezegen kütlesi ve yarı büyük eksen aralıkları, mevcut gezegen tespit yöntemlerinin hassasiyet eşiklerinin altındadır" diye belirtiyor.
Lowell ve arkadaşları tarafından geliştirilen model, diğer eksantrik disklerin ALMA gözlemleriyle daha da test edilebilir. Gözlemler ve tespit yöntemleri geliştikçe, Fomalhaut'u yeniden ziyaret etme ve gezegenin varlığını ve onu tahmin eden modeli doğrulama heyecan verici bir olasılık bulunmaktadır.
Lovell, "Ve umarım o gezegeni ortaya çıkarmamıza yardımcı olacak yeni ipuçları buluruz!" dedi.
