Gezegen çarpışmaları genç dünyaların atmosferlerine tutunmasına yardımcı olabilir

Yeni bir çalışma, büyüyen, kayalık gezegenlerin uzaydaki büyük bir nesneye çarpmaları durumunda atmosferlerini kaybedecekleri yönünde uzun süredir savunulan teorideki havanın bir kısmını dışarı atıyor.

Yale’den araştırmacılar Jun Korenaga ve şu anda Shanghai Jiao Tong Üniversitesi’nde çalışan eski bir Yale doktora öğrencisi olan Darius Modirrousta-Galian, aslında bu tür çarpışmaların genellikle ön gezegenlerin hidrojen açısından zengin ilkel atmosferlerine tutunmalarına yardımcı olduğunu söylüyor.

Yale Sanat ve Bilim Fakültesi’nde Dünya ve gezegen bilimleri profesörü ve dergideki yeni çalışmanın ortak yazarı Korenaga, “Devasa etkiler kayalık gezegenlerin büyümesinin önemli bir parçası” dedi. Doğa Astronomi.

Korenaga, “Dünya boyutunda veya daha büyük gezegenlerin, daha küçük gezegen cisimleri arasındaki çarpışmalar yoluyla oluşması bekleniyor.” Dedi. “Bu çarpışmalar kütle ekliyor ve muazzam miktarda ısı açığa çıkarıyor, bu da atmosferik kaçışa yol açabiliyor. Bir gezegenin atmosferi üzerindeki etkileri, bu iki değişikliğin birlikte nasıl çalıştığına bağlı.”

Yeni araştırma aynı zamanda Dünya’nın güneş sisteminin ötesinde iki tür gezegenin baskınlığına da ışık tutuyor: Dünya’dan biraz daha büyük olan ve ilkel atmosferi olmayan dış gezegenler olan “süper Dünyalar” ve daha da büyük olan ve ilkel bir atmosfere sahip olan “alt Neptünler”.

Korenaga laboratuvarında eski doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın başyazarı olan Modirrousta-Galian, “Doğanın neden her iki türü de bu kadar bol miktarda ürettiği, dış gezegen biliminde temel bir bilmecedir” dedi. “Bir açıklama bulmak için yola çıktık.”

Eklenen kütle yer çekiminin tutuşunu güçlendirir

Geçtiğimiz birkaç yılda, Modirrousta-Galian ve Korenaga, atmosferik kaçış ve gezegensel iç mekanların birlikte nasıl evrimleşmesi gerektiğine dair temelleri ortaya koyan bir dizi makale yazdılar. Yeni çalışma, dev bir çarpışmadan sonra ne olacağını kavramsallaştırmak için bu çalışmaları bir araya getiriyor.

Araştırmacılar, bir çarpışmadan sonra eklenen kütlenin, gezegenin yerçekimsel bağlanma enerjisini ve atmosfer üzerindeki tutuşunu artırdığını buldu. Peki ekstra ısı? Çarpmanın yarattığı enerjinin yalnızca bir kısmının gezegenin mantosundaki (kayalık orta katmanı) sıcaklığı yükselttiğini, çarpan nesnenin metalik çekirdeğinin ise daha derinlerde aşırı ısınmış halde kaldığını söylediler.

Çarpışmalar Neptün-altıları destekliyor

Araştırmacılar, tüm bunların sonucunun, kalın atmosfere sahip büyük Neptün altıların tercihen çarpışma yoluyla ortaya çıkması olduğunu söylüyor. Bu arada, bu tür devasa çarpışmalarla karşılaşmayan küçük süper Dünyalar, uzun süreli yıldız ışınımının ardından atmosferlerini kaybetme eğilimindedir.

Korenaga, “Bu, dev çarpışmaların neredeyse her zaman atmosferik kayba yol açtığı yönündeki onlarca yıllık kanonik görüşü altüst ediyor ve bunun yerine bu çarpışmaların Neptün altı oluşumunda çok önemli bir rol oynayabileceğini gösteriyor.” dedi.