Yıldız ve gezegen oluşumu büyük ölçüde ayrı, sıralı süreçler olarak kabul edilmiştir. Ancak yeni bir çalışmada, Southwest Araştırma Enstitüsü’ndeki (SWRI) bilim adamları, gezegenlerin erken gelişmeye başladığı – yıldız oluşumunun son aşamaları – bu aşamadan sonra daha önce varsayıldığı gibi farklı bir senaryo modellediler. Araştırma dergide yayınlandı Doğa İletişimi.
Bilinen binlerce dış gezegen arasında, her birinin merkezi yıldızlarına çok yakın dönen birden fazla gezegene sahip olan büyük bir kompakt sistem popülasyonu vardır. Bu, Merkür’den daha yakın dönen gezegenlerden yoksun olan güneş sistemimizle tezat oluşturuyor.
İlginç bir şekilde, kompakt sistemlerde, her sistemdeki gezegenlerin konakçı yıldızın kütlesine göre toplam kütlesi yüzlerce sistemde oldukça tutarlıdır. Bu yaygın kütle oranının nedeni bir gizem olmaya devam etmektedir.
Raluca Rufu ve SWRI’nin Boulder, Colorado’daki güneş sistemi bilim ve keşif bölümünden Dr. Robin Canup, hayatta kalan erken kurulu gezegenlerin hem sıkı gezegensel yörüngeler hem de ortak bir kütle oranı da dahil olmak üzere kompakt sistemlerin çok sayıda gözlemlenen özelliklerine uyduğunu gösteren gelişmiş simülasyonları kullandı. Erken Planet büyümesi, Atacama Büyük Millimetre Dizisi (ALMA) teleskopu tarafından yapılan genç yıldızların etrafındaki disklerin önceki gözlemleriyle de tutarlıdır.
Bu araştırmayı açıklayan bir doğa iletişiminin Sagan üyesi ve baş yazarı Rufu, “Kompakt sistemler dış gezegen biliminin en büyük gizemlerinden biridir” dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Benzer boyutta birçok kayalık gezegen ve güneş sistemimizin gezegenlerinden çok farklı ortak bir kütle oranı içerirler.”
Canup, “İlgi çekici bir şekilde, kompakt dış gezegen sistemlerinde görülen ortak kütle oranı, gaz gezegenlerimizin uydu sistemlerine benzer. Bu ayların gaz gezegenlerinin oluşumlarını tamamladıkça geliştiği düşünülmektedir. Bu, kompakt sistemlerin benzer bir altta yatan süreci yansıtabileceği güçlü bir ipucu gibi görünüyor.”
Bir yıldız, kendi yerçekimi nedeniyle moleküler bir gaz ve toz bulutu olarak oluşur. Buluttan gelen malzeme merkezi yıldıza doğru ilerlerken, ilk olarak yıldızı döndüren bir durum diskine bırakılır. İnfall bittikten sonra, disk gaz dağılmadan önce birkaç milyon yıl devam eder. Toz taneleri arasında çarpışmalar ve birikimlerle başlayıp gezegenlerin yerçekimi montajı ile biten gezegenler disk içinde oluşur.
Rufu, “Geleneksel olarak, Gezegen Meclisi’nin Stellar Infall sona erdikten sonra başladığı varsayılmıştır. Bununla birlikte, son ALMA gözlemleri, gezegensel birikim veya oluşumun daha önce başlayabileceğine dair güçlü kanıtlar sunmaktadır.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Kompakt sistemlerin, Infall’un son aşamalarında meydana gelen gezegen birikiminin kalıntılarından kurtulmasını öneriyoruz.”
Yeni sayısal simülasyonlar, içsel gezegenlerin kayalık malzeme toplarken, yörüngelerinin çevreleyen disk gazı ile etkileşimlerle yavaş yavaş içe doğru sarsıldığını göstermektedir.
Bir gezegen kitle kazandıkça, içe doğru yörünge göçü hızlanır, böylece kritik bir kütlenin üzerindeki gezegenler yıldıza düşer ve tüketilir. Gezegensel büyüme ve kayıp arasındaki bu denge, iç ve disk koşulları ile belirlenen karakteristik kitlelere sahip benzer büyüklükte gezegenler üretme eğilimindedir.
Canup, “Infall sırasında biriken gezegenlerin gaz diski dağılmasına ve yörünge göçü sona erene kadar hayatta kalabileceğini görüyoruz.” Dedi. “Daha da önemlisi, çok çeşitli koşullarda, hayatta kalan sistemlerin kütlesi, gözlemlenen çoklu planet kompakt sistemlerin benzer kütle oranları için ilk açıklamayı sağlayan konakçı yıldızın kütlesi ile orantılıdır.”
Öngörülen süreç, Moons’un Jüpiter gibi dev gezegenlerin etrafında oluşma şekline benzer. Moons, gaz ve toz malzemesini koşullu diskten çıkararak beslenen gezegeni çevreleyen bir diskte büyür.
Önemli bir fark zamanlamada yatmaktadır: Ay oluşturan diskler, inthall durduktan sonra hızla dağılırken, yıldızların etrafındaki gezegen oluşturan diskler birkaç milyon yıla kadar sürebilir. Bu ince fark, kompakt gezegen sistemleri için Gas Planet uydu sistemlerine göre biraz daha düşük kütle oranları verir.
Ekip, “Genç disklerde erken montaj sürecinin çok farklı ölçeklerde benzer şekilde çalışabileceğini görmek heyecan verici.”
