Çalışma, beyaz cücelerin yanına yaklaşan asteroitlerin doğrudan toza dönüşmediğini ortaya koyuyor

Asteroitler, nükleer yakıtlarını tüketen yoğun yıldız kalıntıları olan beyaz cücelere çok yaklaştığında, güçlü çekim kuvvetleri onları parçalayabilir. Ancak Gezegen Bilimi Enstitüsü’nün (PSI) yeni araştırması, bu asteroitlerin hemen toza dönüşmediğini öne sürüyor. Bunun yerine, kütlenin büyük bir kısmı başlangıçta daha büyük parçalar halinde kalıyor ve bu da ölen yıldızların çevresinde enkazın nasıl oluştuğuna dair daha önce gözden kaçan bir adımı ortaya çıkarıyor.

PSI kıdemli bilim insanı Jordan Steckloff tarafından yürütülen çalışma, beyaz cücelerin güçlü çekim kuvvetlerine maruz kaldıklarında asteroitlerin ne kadar parçalanabileceğini sınırlayan “kilometre boyutunda bir bariyer” tanımlıyor.

Beyaz cüceler genellikle asteroitlerden gelen toz ve yıldızın yerçekimi tarafından ayrılan diğer nesneler de dahil olmak üzere gezegensel enkaz diskleriyle çevrilidir. Önceki modeller genel olarak bu nesnelerin herhangi bir iç mukavemete sahip olmayan, gevşek bir şekilde bağlanmış moloz yığınları gibi davrandığını varsayıyordu. Bu onların giderek daha küçük parçalara ayrılmasına ve sonunda toza dönüşmesine olanak tanır.

Ancak bu modeller moloz yığını asteroitlerin bir miktar güce sahip olduğunu hesaba katmıyordu. Taneleri ve parçacıkları arasındaki küçük çekici kuvvetler onları bir arada tutmaya yardımcı olur ve daha küçük parçalara ayrılmalarını önler.

Steckloff, “Hiçbir şey gerçekten güçsüz değildir” dedi. “Van der Waals kuvvetleri adı verilen taneler arasındaki küçük çekimler, kuyruklu yıldızlara ve asteroitlere, yeni yağan karı parçalamaktan en az 10 ila 100 kat daha zayıf bir güç sağlar.”

Steckloff ve ekibi, bir asteroitin iç gücünü, yoğunluğunu ve ona etki eden yerçekimi kuvvetlerini hesaba katan fiziksel bir model kullanırken, enkaz kütlesinin çoğunun yaklaşık 0,1 ila 1 kilometre (0,06 ila 0,6 mil) boyutunda parçalar halinde kaldığını buldu.

Bu parçalar, bir yıldızdan gelen radyasyonun yavaş yavaş küçük parçacıkların içe doğru sarmal yapmasına neden olduğu bir süreç olan Poynting-Robertson sürüklenmesinden önemli ölçüde etkilenmeyecek kadar büyüktür. Bunun yerine, parçaların beyaz cücelerin çevresinde gözlemlediğimiz ince toza dönüşebilmeleri için çarpışmalar veya dönme parçalanmaları gibi ek olaylara veya süreçlere maruz kalması gerekir.

Bu bulguların örnekleri kendi güneş sistemimizde de mevcuttu. Shoemaker-Levy 9 Kuyruklu Yıldızı 1992’de Jüpiter’in yakınına gittiğinde, gezegenin yerçekimi onu yaklaşık 100-1.000 m (330-3.300 fit) büyüklüğündeki parçalara ayırdı. Bu büyük parçalar daha sonra gezegenle çarpıştı. Benzer gelgit parçalanması, Güneş’in çok yakınından geçen kuyruklu yıldız ailelerinin de oluşmasına neden oldu.

Çalışma ayrıca asteroit parçalarının parçalandıktan sonra neredeyse aynı yörüngelerde kaldığını da buldu. Bu yörüngeler, enkazın beyaz cücelerin çevresinde önceki modellerin öngördüğünden daha fazla yoğunlaşmasını sağlama potansiyeli taşıyor.

Ortak yazar Kat Volk, “Beyaz cücelerin etrafındaki enkazın nasıl üretildiğine ve geliştiğine ilişkin ayrıntıları anlamak, gözlemleri bir bağlama oturtmak açısından önemlidir” diyor. “Bu, ömrünün son aşamalarını geçiren bir yıldızın etrafındaki yörüngedeki küçük cisimlere ne olduğunu anlamamıza yardımcı olacak.”

“Beyaz Cüceler Çevresindeki Gelgit Enkazının Boyut Sınırları: Kilometre Boyutundaki Bariyer” başlıklı makale şu adreste yayınlandı: Astrofizik Günlük Mektupları. Ortak yazarlar arasında PSI kıdemli bilim insanı Volk ve Warwick Üniversitesi’nden Dimitri Veras yer alıyor.