Gezegenlerin Oluşumuna Dair Eksik Bir Parça Daha Tamamlandı

Son 25 yılda bilim adamları, güneş sistemimizin sınırlarının ötesinde 4000’den fazla gezegen keşfettiler. Nispeten küçük kaya ve su dünyalarından, aşırı derecede sıcak gaz devlerine kadar, olağan üstü çeşitlilik sergileyen bir çok galaksi tipi ile karşılaşıldı.

Günümüze ait modern simülasyonlar da gezegenlerin çeşitliliğine dair bir çok destekleyici model ortaya atmakta. Ancak bu modeller genellikle diğer yıldızların çevresinde keşfedilen gezegenlerin gözlemlenen kütle dağılımlarında sorun yaşamaktadır. Bu gezegenler çoğunlukla, orta sınıf kütle kategorisine girmiş birkaç Dünya kütlesine sahip gezegenlerdir. Güneş sistemi bağlamında bile, Uranüs ve Neptün’ün oluşumu hala bir sırdır. İsviçre NCCR PlanetS ile ilişkili Zürih ve Cambridge Üniversiteleri bilim adamları, kapsamlı simülasyonlarla desteklenmiş alternatif bir açıklama önerdiler. Sonuçları ise bilimsel bir dergi olan Journal Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.

İki zıt güç Zürih Üniversitesi’nde çalışmanın ortak yazarı ve Hesaplamalı Astrofizik Profesörü ve NCCR PlanetS üyesi Lucio Mayer, “Gaz ve toz diskinden gezegenler oluştuğunda, yerçekimsel dengesizlikler itici bir mekanizma olabilir,” diyerek konuyu açıklıyor. Bu süreçte diskteki toz ve gaz yerçekimi nedeniyle bir araya toplanır ve yoğun spiral yapılar oluşturur. Bunlar daha sonra gezegen türünü meydana getirecek spirallere dönüşür ve daha sonra ise bu yapılardan gezegenler oluşur. Bu işlemin meydana geldiği ölçek çok büyüktür – öngezegensel diskin ölçeğini devasadır. Mayer, “Ancak daha kısa mesafelerde gezegenlerin oluşmasına başka bir kuvvet daha hakimdir” der, “Gezegenlerin yanında gelişen manyetik alanlar,” diye açıklıyor Mayer bu durumu. Bu manyetik alanlar diski oluşturan gaz ve toz bulutunu karıştırır ve böylece gezegenlerin oluşumunu etkiler. “Gezegen oluşum sürecinin tam bir resmini elde etmek için, diskteki büyük ölçekli spiral yapıyı simüle etmek çok önemlidir.

Büyüyen gezegensel yapı bloklarının etrafındaki küçük ölçekli manyetik alanların da bu denkleme dahil edilmelidir,” diyor. çalışmanın yazarı, Mayer. Aynı anda kavranması çok zor Bununla birlikte, yerçekimi ve manyetizmanın ölçek ve doğasındaki farklılıklar, iki kuvveti aynı gezegen oluşum modeline entegre etmeyi çok zorlaştırıyor.

Şimdiye kadar bilgisayar simülasyonları etken kuvvetlerden birinin etkilerini iyi yakalarken, genellikle diğer kuvvetlerde kötü sonuçlar veriyordu. Ekip, başarılı olmak için yeni bir modelleme tekniği geliştirdi. Bu yeni modelleme birkaç farklı alanda uzmanlık gerektiriyordu: Birincisi, hem yerçekimi hem de manyetizma hakkında derin bir teorik anlayışa ihtiyaçları vardı. Daha sonra, araştırmacılar, bu zıt güçleri birlikte verimli bir şekilde hesaplayabilecek bir koda dönüştürmek için bir yol bulmalıydı. Son olarak, çok sayıda gerekli hesaplama nedeniyle, İsviçre Ulusal Süper Hesaplama Merkezi’ndeki (CSCS) ‘Piz Daint’ gibi güçlü bir bilgisayar gerekliydi.

Lucio Mayer, “Geliştirdiğimiz teorik anlayışlar ve teknik araçların yanı sıra, bilgi işlem gücünün ilerlemesine de ciddi anlamda bağımlıydık” diyor. On yıllık bir bulmaca çözüldü mü? Her şeye rağmen, her şey doğru zamanda bir araya geldi ve bir atılım sağlandı. “Yeni modelimizle birlikte gördük öngezegenlerin oluşumu esnasında ortaya çıkan manyetik yapılar öngezegenin belli bir kütleden daha fazla büyümesine izin vermemekte ve bu yeni çalışmamız ile birlikte nihayet bunu ilk kez göstermeyi başardık. bu yeni simülasyon tekniği ile birlikte tıpkı gerçekte olduğu gibi dev gezegenlerin daha nadir ve orta kütleli gezegenlerin daha sık meydana geldiğini gördük. “diye açıklıyor Hongping Deng. “Bu sonuçlar yalnızca bir ilk adımdır, ancak gezegen oluşumu simülasyonlarında daha fazla fiziksel süreçleri açıklamanın önemi açıkça görülmektedir. Çalışmamız , galaksimizde çok yaygın olan orta kütleli gezegenlerin oluşumuna giden potansiyel yolları anlamaya yardımcı oluyor ve aynı zamanda genel olarak protoplanet diskleri anlamamıza da ciddi ölçekte fayda sağlıyor.

Bu yazı Astrafizik.com tarafından dilimize aktarılmıştır, özgün içeriğe mümkün olduğunca sadık kalınsa da gerekli yerlerde özgün anlatıma baş vurulmuştur, bu sebeple Astrafizik.com sitesi referans göstermek koşuluyla alıntı yapılabilir.

Çeviri: Sinan YAVUZ

Kaynak:https://phys.org/news/2021-02-planets.html