Bazen halkalar görüyorum (yalnızca gezegenlerde değil)

Yakın zamana kadar sadece gezegenlerin ve özellikle dev gezegenlerin halkaları olabileceğini düşünüyorduk. Güneş sistemimiz söz konusu olduğunda, Satürn’ün onları gösterişli ve muhteşem gösterdiği iyi bilinmektedir. Bununla birlikte, Satürn’ünkinden çok daha zayıf ve ince olmalarına rağmen Jüpiter, Uranüs ve Neptün’ün de kendilerine ait olduğu çok daha az bilinmektedir.

Halkalar hakkında bildiğimizi sandığımız her şey, 2013’te, yıldız örtmesi adı verilen çok hassas bir teknik kullanılarak, güneş sisteminde sadece 250 kilometre büyüklüğünde küçük bir buz kütlesi olan Chariclo’nun çevresinde bir halka keşfedildiğinde değişti.

Chariclo, yörüngeleri Jüpiter ve Neptün arasında olan küçük buzlu cisimler olan centaurlar olarak bilinen bir nesne ailesine aittir. Çifte bir yapıları vardır: bazen hareketsiz cisimler gibi, bazen de aktif kuyruklu yıldızlar gibi davranırlar. Bu nedenle adı, yarı at yarı insan mitolojik yaratıklardan esinlenmiştir.

Chariclo gibi gezegensel olmayan bir cismin etrafındaki bu halkanın keşfi, kesinliklerden çok soruları ortaya çıkaran bir sürprizdi: Nasıl oluştu?, nasıl kapalı tutuldu?, kaç yaşındaydı?, kaybolmadan önce ne kadar dayanabilirdi? ?

yüzüklerin devrimi

Ancak sürpriz burada bitmedi. Kısa bir süre sonra, Chiron (yaklaşık 200 kilometre büyüklüğünde) adlı başka bir centaur’un da kendi yüzüğüne sahip olabileceğini öne süren yıldız perdeleme tekniğiyle elde edilen kanıtlar toplandı. Gezegensel olmayan cisimlerin etrafındaki halkaların dönüşü daha yeni başlamıştı.

Ancak yeni keşiflere geçmeden önce, centaurlar Cariclo ve Chiron’daki tespitlerden sonra, bu kadar muhteşem sonuçlar veren yıldız örtme tekniğinin nelerden oluştuğunu anlatacağız.

Özünde çok temel bir yöntemdir, çünkü güneş sistemindeki bir cismin bir yıldızın önünden geçerek ışığını engellediği zamanı tahmin etmek ve gözlemlemekten ibarettir. Dünya yüzeyinin çeşitli yerlerinden örtülmeyi gözlemleyerek, vücudun şeklini büyük bir hassasiyetle yeniden oluşturabileceğiz ve böyle bir cisim için bir uzay göreviyle elde edilecek olanla karşılaştırılabilir bilgiler elde edebileceğiz.

Bir yıldızın tıkanmasını tahmin etmek kolay bir iş olmadığından, çoğu zaman sorun ayrıntılarda gizlidir.

Başlangıç ​​olarak, bu uzak Güneş Sistemi nesnelerinin gökyüzündeki görünen boyutları çok küçüktür: on veya birkaç on miliyay saniye mertebesinde (1 miliyay saniye, 1/3600.000 dereceye eşittir). Bize bir fikir vermesi için, gökyüzünde 30 miliyay saniye büyüklüğünde bir nesne, 140 kilometreden görülen bir euroluk madeni paraya eşdeğerdir!

Ancak bu nesnelerin yalnızca küçük boyutları tahminleri zorlaştırmaz. Yörüngelerindeki büyük belirsizlik de bunu zorlaştırıyor, bu da onların herhangi bir anda gökyüzünde nerede olacaklarını büyük bir kesinlikle bilemeyeceğimiz anlamına geliyor.

Ve işleri daha da karmaşık hale getirmek için, yıldızların gökyüzündeki konumları, ESA’nın Gaia uydusundan yapılan ölçümler sayesinde ancak son zamanlarda mümkün olan, mükemmel bir hassasiyetle bilinmelidir.

Tüm zorluklara rağmen, şimdiye kadar bu uzak cisimlerin yaklaşık 50’si tarafından üretilen yaklaşık 140 örtülmeyi tahmin etmeyi ve tespit etmeyi başardık.

Ne yazık ki, nesnenin şekli ve boyutunun kesin ölçümlerini elde etmek için gerekli koşul olan ikiden fazla yerden yalnızca yirmi kadarı gözlemlenmiştir.

Daha Fazla Halkalı Sürpriz

Cüce gezegen Haumea tarafından 21 Ocak 2017’de bu yıldız örtülmelerinden birinin tahmini ve tespiti, yaklaşık 1.600 kilometrelik bu nesnenin üç boyutlu şeklini, boyutunu ve yoğunluğunu büyük bir hassasiyetle ölçmeyi mümkün kıldı. çap, yarım. Ve ah, sürpriz, o da bir halkayla çevriliydi!

Bu cüce gezegen (Pluto’nun artık dahil olduğu bir kategori), Neptün ötesi nesneler ailesinin bir parçasıdır; yani, güneş sistemimizin buzlu sınırları içinde, Neptün’ün ötesinde yörüngede dönüyorlar.

Gezegensel olmayan bir cismin etrafında yeni bir halkanın keşfedilmesinden sonra, yalnızca centaurların değil, aynı zamanda Neptün ötesi nesnelerin de bunlara sahip olabileceği anlaşıldı. Bu halka yapıları, toz parçacıkları ve diğer buzlarla birlikte su buzundan oluşuyor gibi görünüyor.

Ve işler böyleydi, 2018 ile 2021 yılları arasında Neptün ötesi nesne Quaoar’ın (yaklaşık 1.100 kilometre büyüklüğündeki) yıldız örtülmelerinden veri toplanana kadar, bu cüce gezegenin etrafında başka bir halka keşfedilene kadar işler böyleydi. Bu yüzüğün olmaması gereken yerde olduğu gerçeği olmasaydı, sadece bir tespitten daha bahsediyor olurduk (ve bu dört!).

Şimdiye kadar keşfedilen tüm halkalar, gelgit kuvvetlerinin makul yoğunluktaki malzemelerin bir uydu oluşturmak üzere bir araya gelmesini engellediği sözde Roche sınırı içinde, ana gövdelerine oldukça yakın bir yere yerleştirildi. Pekala, Quaoar’ın yüzüğü yukarıda belirtilen sınırın dışında. Bu nedenle, teorik olarak imkansız bir şey görüyoruz: aslında bir ayın olması gereken bir halka.

Olası bir açıklama, Quaoar halkasının parçacıkları arasında bir uydu oluşturmak için “birleşmelerini” önleyen elastik çarpışmaların meydana gelmesidir. Dahası, yeni keşif, bu cisimlerin etrafındaki halkaların düşündüğümüzden çok daha yaygın olduğunu doğruluyor: belki de Neptün ötesi ve centaur nesnelerinin yaklaşık %20-25’inde halkalar olabilir.

bilinmeyen arazi

Keşfedilen tüm halkalar, merakla, sözde 3:1 spin-yörünge rezonansına çok yakın. Bu, bir halka parçacığın nesnenin etrafında tam bir yörünge yapmasıyla aynı anda cisimlerin kendi etraflarında üç kez döndüğü anlamına gelir. Bu ilişki, bu halkaların hapsedilmesi ve stabilitesinde büyük önem taşıyor gibi görünmektedir.

Hala kökenlerini veya yaşlarını bilmiyoruz, ancak çarpışmalar veya çok hızlı dönüşlerle çevreledikleri nesnelerin yüzeyinden kopan maddelerden oluştuklarından şüpheleniyoruz. Uzun ömürlülükleri şimdilik bir muamma ama en az dört tanesini saptayabilmemiz için nispeten istikrarlı ve uzun ömürlü olmaları gerekiyor.

Önümüzdeki yıllarda, centaurların ve Neptün ötesi nesnelerin çevresinde daha birçok halkanın keşfedildiğini göreceğiz, bu da bunlara ve diğer çözülmemiş gizemlere ışık tutacak. Ve böylece, bir kez daha, güneş sistemimizin ve diğer gezegen sistemlerinin fiziğine ilişkin mevcut paradigma değişecek.