James Webb, genç bir yıldız sisteminde ilk kez donmuş su buldu

Daha önce Satürn'ün halkalarında ve Güneş Sistemimizin Kuiper Kuşağı'ndaki buzlu gök cisimlerinde bulunmuştu, ancak hiçbiri böyle bir yerde bulunmamıştı. Oviedo Üniversitesi'nden astrofizikçi Noemí Pinilla ve Asturias Uzay Bilimleri ve Teknolojileri Enstitüsü'nden (ICTEA) da aralarında bulunduğu uluslararası bir araştırma ekibi, genç ve güneş benzeri bir yıldızın etrafındaki tozlu enkaz diskinde ilk kez kristal su buzu keşfetti. 155 ışık yılı uzaklıkta bulunan geleceğin yıldız sistemi, NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu ile gözlendi. Pinilla, bu gazeteye yaptığı açıklamada, keşfin "sadece gezegenimizde veya çevremizde değil, evrenin benzer koşullara sahip herhangi bir yerinde yaşam olabileceği fikrini güçlendirdiğini" söyledi.

Gökbilimciler onlarca yıldır bu "çürütülemez" veriyi bekliyordu. 2008 yılında NASA'nın Spitzer Uzay Teleskobu'nun yaptığı gözlemler, bu sistemde donmuş su olma ihtimaline işaret ediyordu, ancak Johns Hopkins Üniversitesi'nde bilim insanı ve bu Çarşamba günü 'Nature' dergisinde yayınlanan makalenin baş yazarı Chen Xie'ye göre, James Webb Uzay Teleskobu bunu ancak şimdi "kesin bir şekilde" tespit etti. Tespit edilen tüm donmuş su, disk boyunca "kirli kartopları" gibi ince toz parçacıklarıyla eşleştirilmiştir.

HD 181327 olarak kataloglanan yıldız, Güneş'ten önemli ölçüde daha genç. Yıldızımızın 4,6 milyar yıllık yaşına kıyasla, onun 23 milyon yıllık olduğu tahmin ediliyor. Ayrıca biraz daha kütleli ve sıcaktır, bu da etrafında biraz daha büyük bir sistemin oluşmasına yol açmıştır.

Webb'in gözlemleri, yıldız ile enkaz diski arasında tozdan arınmış geniş bir alan olan önemli bir boşluğun varlığını doğruluyor. Bu disk, cüce gezegenlerin, kuyruklu yıldızların ve diğer buz ve kaya parçalarının zaman zaman çarpıştığı bizim Kuiper Kuşağımıza benziyor. Milyarlarca yıl önce, Kuiper Kuşağımız da muhtemelen bu yıldızın enkaz diskine benziyordu. Pinilla, "Bu, milyarlarca yıl önce güneş sistemimizi kozmik bebeklik döneminde görmek gibi bir şey" diyor.

Chen, "HD 181327 çok aktif bir sistem" dedi. "Enkaz diskinde düzenli, devam eden çarpışmalar var. Bu buzlu gövdeler çarpıştığında, Webb'in tespit edebileceği mükemmel boyuttaki tozlu su buzu parçacıklarını serbest bırakıyorlar."

Bu sistemde su buzu eşit olarak dağılmamıştır. Çoğunluğu, yani %20'si, yıldıza en uzak ve en soğuk olan yerlerde bulunuyor. Ancak araştırmacılar ne kadar yakından bakarlarsa o kadar az su buzu buldular. Webb, enkaz diskinin merkezine doğru yaklaşık %8 oranında su buzu tespit etti. Burada donmuş su parçacıklarının yok edilmelerinden biraz daha hızlı üretilmeleri muhtemeldir. Yıldıza en yakın olan enkaz diski bölgesinde ise neredeyse hiç tespit edilemedi. Yıldızın ultraviyole ışığının yakınlardaki lekeleri buharlaştırması veya planetesimal adı verilen kayaların onu içeride hapsetmesi muhtemel.

Su buzu, genç yıldızları çevreleyen disklerin hayati bir bileşenidir. Dev gezegenlerin oluşumunda büyük etkiye sahiptir ve kuyrukluyıldızlar ve asteroitler gibi küçük gök cisimleri tarafından tam oluşmuş kayalık gezegenlere taşınabilir. Ve suyla birlikte evrenin diğer köşelerinde yaşam umudu büyüyor.

Pinilla, "Bildiğimiz kadarıyla sıvı su ve karbon molekülleri varsa, yaşamın gelişmesi daha olasıdır" diyor. "Güneş Sistemimizde, yapısal buz tabakasının altında sıvı su okyanuslarının bulunduğu Europa (Jüpiter'in uydusu) gibi buzlu uydularda yaşam belirtileri arıyoruz. Artık su buzunun ve muhtemelen karbon içeren moleküler buzun varlığını doğruladığımıza göre, Güneş Sistemimizdeki okyanus dünyalarına benzer buzlu planetesimallerin var olabileceğini ve bu buzlu tozu oluşturan çarpışmaların yaşam tohumlarını daha sıcak, kayalık gezegenlere gönderebileceğini biliyoruz" diyor.

Açıkladığı gibi, "Eğer dev gezegenler bir enkaz diskinde zaten oluşmuşsa, buzlu gezegenler veya uyduları hala oluşabilir. Bu keşif bize, güneş sistemimizde teorileştirdiğimiz gezegen oluşumunun, dış gezegenlerde yaygın olan evrensel bir süreç olabileceğini söylüyor."

Webb'in su buzunu tespit etmesi, tüm araştırmacıların bu süreçlerin birçok başka gezegen sisteminde yeni şekillerde nasıl gerçekleştiğini incelemesi için kapı açtı. Noemí Pinilla, Ekim ayında yurtdışındaki İspanyol araştırmacıları çekmek amacıyla ATRAE hibesiyle ICTEA'ya geldi. Grubuna öğrenci eklemeyi umuyor.

Başlangıçta bu araştırma ekibinin bir parçası olmasa da, güneş sistemini, özellikle de buzlu nesneleri inceleme deneyimi, bu verilerin yorumlanması açısından önemli ve gerekli olduğunu kanıtladı. Baş araştırmacı elde edilen spektrumları incelediğinde, erken dönemlerde trans-Neptün kuşağını ve Plüton gibi temsili cisimleri oluşturan diske çok benzeyen buzlu planetesimallerden oluşan bir diskin varlığına işaret eden özellikler tespit etti. Daha sonra, güneş sistemindeki küçük cisimlerle ilgili deneyimi göz önüne alındığında, spektral yorumlama konusunda işbirliği yapması için Asturiaslı araştırmacıya yöneldi.

Astrofizikçiye göre James Webb Uzay Teleskobu, bilimin adeta bir "dilek makinesi" haline gelerek, onlarca yıldır kozmosun keşfine yön veren pek çok hipotezi gerçek verilere ve tespitlere dönüştürdü. "Webb, yıldızlararası ortamdan ve moleküler bulutlardan, gezegen öncesi disklere, dış gezegenlere ve en nihayetinde kendi güneş sistemimize kadar gezegen oluşumunun temel ölçekleri ve aşamaları arasındaki boşlukları kapatıyor" diye vurguladı.