eso2108tr — Bilim Bülteni

Güneş Sistemimiz ve ötesindeki kuyruklu yıldızlarda beklenmedik bir şekilde ağır metal bileşenleri bulundu

19 Mayıs 2021

Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskobu ile elde edilen verileri kullanan Belçikalı bir ekibin yeni araştırmasına göre Güneş Sistemi’nde ve hatta Güneş’ten çok uzaklarda bulunan kuyruklu yıldızların atmosferlerinde demir ve nikel bulunduğu gösterildi. Yine ESO verilerini kullanan ayrı bir Polonya ekibi nikel bileşenlerin buzlu kuyruklu yıldız 2I/Borisov’da da bulunduğunu bildirdi. Böylece ilk kez, genellikle sıcak ortamlar ile ilişkilendirilen ağır metallerin, uzak kuyruklu yıldızların soğuk atmosferlerinde de bulunmuş oldu.

Geçtiğimiz yirmi yıl içinde incelediğimiz yaklaşık 20 kuyruklu yıldızın tamamının atmosferinde, bazıları Güneş’ten epey uzaktaki soğuk uzay ortamında dolanıyor olsa da, demir ve nikel atomlarını tespit etmek bizi epey şaşırttı, diyor bugün Nature’da yayımlanan Güneş Sistemi kuyruklu yıldızları üzerindeki yeni araştırmayı yürüten Belçika, Liège Üniversitesi’nden Jean Manfroid.

Gökbilimciler ağır metallerin kuyruklu yıldızların tozlu ve taşlı iç kısımlarında bulunduğunu biliyorlar. Ancak, katı haldeki metaller düşük sıcaklık altında genellikle süblimleşme (gaz haline dönme) geçirmediklerinden, bunları Güneş’ten uzakta dolanan soğuk kuyruklu yıldızların atmosferlerinde bulmayı beklemiyorlardı. Gaz halindeki nikel ve demir bileşenleri şimdi Yer-Güneş mesafesinin üç katından daha fazla olan, Güneş’ten 480 milyon kilometre ötedeki kuyruklu yıldızlarda bile gözlendi.

Belçikalı ekip kuyruklu yıldızların atmosferlerindeki demir ve nikel miktarlarının neredeyse eşit olduğunu buldu. Güneş Sistemi’nde örneğin Güneş ve göktaşlarında bulunan demir miktarı ise nikelden on kat daha fazla. Bu nedenle elde edilen yeni sonuçlar Güneş Sistemi’nin erken dönemlerini anlamak için gökbilimcilere, henüz ekibin de çözmeye çalıştığı yeni ipuçları veriyor.

Kuyruklu yıldızlar Güneş Sistemi’nin çok genç olduğu yaklaşık 4.6 milyar yıl önce oluştular ve o zamandan buy ana bir değişim geçirmediler. Bu nedenle, gökbilimciler için birer fosil olarak sayılabilirler,” diyor yine Liège Üniversitesi’nden eş-yazar Emmanuel Jehin.

Belçikalı ekip bu “fosil” nesneleri ESO’nun VLT’si ile yaklaşık 20 yıldır araştırıyor olsa da, şimdiye kadar atmosferlerinde nikel ve demirin varlığına rastlamamışlardı. “Bu keşif uzun yıllardır gözümüzden kaçmayı başardı,” diyor Jehin.

Ekip Güneş’ten farklı uzaklıklarda yer alan kuyruklu yıldızların atmosferlerini analiz etmek için ESO’nun VLT’si üzerinde bulunan ve tayf ölçümü adı verilen bir yöntemi kullanan, Mor-ötesi ve Görsel Eşel Tayfeçekeri (UVES) ile alınan verileri kullandı. Bu yöntem sayesinde gökbilimciler kozmik nesnelerin kimyasal içeriklerini ortaya çıkarabiliyor: gözlemi yapılan nesneden gelen ışığın tayfında, bir dizi çizgiden oluşan ve her kimyasal element için ayrı izler taşıyan eşsiz bir imza bulunuyor.

Belçikalı ekip UVES verilerinde belirlenemeyen zayıf bir tayf çizgisini fark ediyor ve yakından incelediklerinde bunun yüksüz demir ve nikel atomlarının varlığına karşılık gelen bir sinyal olduğu fark ediliyor. Ağır elementlerin tespit edilmelerindeki zorluğun nedeni ise çok az miktardaki varlıkları: ekibin tahminlerine göre kuyruklu yıldızların atmosferlerindeki her 100 kg suya karşılık sadece 1 gram demir ve yaklaşık aynı miktarda nikel bulunuyor.

Genellikle nikelden 10 kat daha fazla demir bulunurken, incelediğimiz kuyruklu yıldızların atmosferlerinde her iki elementten neredeyse eşit oranda buluyoruz. Buradan vardığımız sonuç, kuyruklu yıldız çekirdeğinin yüzeyinde bulunan bir tür özel madde, görece düşük bir sıcaklıkta buharlaşarak eşit oranda demir ve nikel ortaya çıkarıyor,” diye açıklıyor, Belçikalı ekibin üyesi, Liège Üniversitesi’nden Damien Hutsemékers.

Ekip bu maddenin ne olduğunu henüz bilmese de, gökbilimdeki gelişmeler — ESO’nun gelecekteki Aşırı Büyük Teleskobu (ELT) üzerinde bulunacak Orta-kırmızı-ötesi ELT Görüntüleme ve Tayfçekeri (METIS) — yardımıyla araştırmacılar bu kuyruklu yıldızların atmosferlerinde bulunan demir ve nikel atomlarının kaynağını doğrulayabilecekler.

Belçikalı ekip çalışmalarının gelecekteki araştırmaların yolunu açacağı görüşünde. “Şimdi insanlar diğer teleskoplarla aldıkları arşiv verilerinde bu çizgileri arayacaklar,” diyor Jehin. “Konu hakkında yeni çalışmaların da önünün açılacağını düşünüyoruz.

Yıldızlararası ağır metaller

Bugün yine Nature’da yayımlanan dikkat çekici başka bir çalışma ile ağır metallerin yıldızlararası kuyruklu yıldız 2I/Borisov’un atmosferinde de bulunduğu gösterildi. Polonya’daki bir ekip Güneş Sistemi’ni ziyaret eden ilk yabancı kuyruklu yıldız olan bu nesneyi ESO’nun VLT’si üzerindeki X-shooter tayfçekeri ile bir buçuk yıl önce gözledi. 2I/Borisov’un soğuk atmosferinde gaz halinde nikel bulundu.

İlk başta Güneş’ten bu kadar uzakta bulunan 2I/Borisov’da gerçekten nikel atomları bulunacağına inanmakta oldukça zorlandık. Kendimizi inandırana kadar çok sayıda test ve kontrol yaptık,” diyor çalışmanın yazarı Polonya, Jagiellonian Üniversitesi’nden Piotr Guzik. Bulgular şaşırtıcıydı çünkü bugün yayımlanan iki çalışmanın öncesinde, ağır metal içeren gazlar sadece sıcak ortamlarda gözlenmişti, aşırı-sıcak ötegezegenlerin atmosferleri ya da Güneş’e çok yakın geçiş yaparak buharlaşan kuyruklu yıldızlarda. 2I/Borisov Güneş’ten 300 milyon kilometre ya da Yer-Güneş mesafesinin iki katı uzaktayken gözlendi.

Yıldızlararası nesneleri ayrıntılı olarak araştırmak bilim için önemlidir çünkü oluştukları diğer gezegen sistemleri hakkında çok değerli bilgiler barındırmaktadırlar. “Birden bire Gökada’nın başka köşelerindeki kuyruklu yıldızların atmosferlerinde gaz halindeki nikel varlığını görüyoruz,” şeklinde açılıyor eş-yazar Michal Drahus, yine Jagiellonian Üniversitesi’nden.

Polonyalı ve Belçikalı ekiplerin çalışmaları 2I/Borisov ve Güneş Sistemi kuyruklu yıldızlarının düşünüldüğünden daha fazla ortak yanları olduğunu gösterdi. “Güneş Sistemi’mizdeki kuyruklu yıldızların diğer gezegen sistemlerinde gerçek birer benzeri olduğunu düşünün, ne harika değil mi?,” diyor son olarak Drahus.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma iki ayrı makale olarak Nature’da yayımlanmıştır.

“Iron and nickel atoms in cometary atmospheres even far from the Sun“ (https://doi.org/10.1038/s41586-021-03435-0) başlıklı çalışmayı yürüten ekipte J. Manfroid, D. Hutsemékers ve E. Jehin (STAR Institute, University of Liège, Belgium) yer almaktadır.

“Gaseous atomic nickel in the coma of interstellar comet 2I/Borisov” başlıklı çalışmayı yürüten ekipte ise Piotr Guzik ve Michał Drahus (Astronomical Observatory, Jagiellonian University, Kraków, Poland) yer almaktadır.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 16 Üye Ülke: Avusturya, Belçika, Çekya, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İrlanda, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere ile ev sahibi Şili ve stratejik ortak Avustralya tarafından desteklenmektedir. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Uygulama Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 (1315)
E-posta: arifscag@gmail.com

Jean Manfroid
STAR Institute, University of Liège
Liège, Belgium
Tel: +32 4 366 97 25
E-posta: jmanfroid@gmail.com

Damien Hutsemékers
STAR Institute, University of Liège
Liège, Belgium
E-posta: D.Hutsemekers@uliege.be

Emmanuel Jehin
STAR Institute, University of Liège
Liège, Belgium
Tel: +32 470 850 172
E-posta: ejehin@uliege.be

Piotr Guzik
Astronomical Observatory, Jagiellonian University
Krakow, Poland
Tel: +48-126-238-627
Cep: +48-791-223-196
E-posta: piotr.guzik@doctoral.uj.edu.pl

Michał Drahus
Astronomical Observatory, Jagiellonian University
Krakow, Poland
Tel: +48-126-238-627
Cep: +48-578-221-628
E-posta: drahus@oa.uj.edu.pl

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cep: +49 151 241 664 00
E-posta: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso2108.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso2108tr
Adı:2I/Borisov, C/2016 R2 (PANSTARRS), Comet
Tür:Solar System : Interplanetary Body : Comet
Milky Way : Interplanetary Body : Comet
Facility:Very Large Telescope
Instruments:UVES, X-shooter
Science data:2021Natur.593..375G
2021Natur.593..372M

Görüntüler

Detection of heavy metals in the atmosphere of comet C/2016 R2
Detection of heavy metals in the atmosphere of comet C/2016 R2
sadece İngilizce
Detection of nickel in the atmosphere of interstellar comet 2I/Borisov
Detection of nickel in the atmosphere of interstellar comet 2I/Borisov
sadece İngilizce
Once in a blue comet
Once in a blue comet
sadece İngilizce
Image of the 2I/Borisov interstellar comet captured with the VLT
Image of the 2I/Borisov interstellar comet captured with the VLT
sadece İngilizce

Videolar

Artist’s animation of the heavy metal composition of a cometary atmosphere
Artist’s animation of the heavy metal composition of a cometary atmosphere
sadece İngilizce
Artist’s animation of a comet
Artist’s animation of a comet
sadece İngilizce
Changes in comet C/2016 R2 (PANSTARRS) tail
Changes in comet C/2016 R2 (PANSTARRS) tail
sadece İngilizce
Artist’s animation of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
Artist’s animation of the surface of interstellar comet 2I/Borisov
sadece İngilizce