Neptün’ün ötesindeki 840 küçük gezegeni nasıl keşfettik?

Michele Bannister *

Güneş sistemimiz, bu engin ve karanlık evrenin küçük ama göz kamaştırıcı bir köşesinde bulunuyor; öyle eşsiz ki, gökyüzündeki komşularımıza uzay araçları dahi indirmemiz mümkün oldu. Buna karşın, ilginç bir şekilde, dış sınırları henüz haritalandırılmamış durumda. Şimdiyse, Neptün’ün ötesindeki uzak ve keşfedilmesi zor olan bölgelerde 840 küçük dünya keşfettik. Bu araştırma, şu âna dek gerçekleştirilen en büyük keşif dizisi olup, Güneş’in çevresindeki bilindik yörüngelerle, uzak gök cisimlerinin sayısını yüzde 50 oranında artırıyor.

Bu küçük buzul dünyalar, Güneş sisteminin geçmişini anlatmamıza yardımcı olmaları nedeniyle önem taşıyor. Yanı sıra, dış Güneş sisteminde saklı olan keşfedilmemiş bir gezegenin olup olmadığını sınamamıza da yardım edebilirler.

Gezegen sistemimiz, günümüzde gördüğümüz şekliyle ortaya çıkmamıştı. Güneş yeni oluştuğunda, etrafında büyük bir materyal (gaz ve toz) diski mevcuttu. Küçük ve büyümekte olan gezegenlerle gerçekleşen çarpışmalar, bir kısmını zaten keşfetmiş olduğumuz bazı gezegenler dahil, devasa gezegenleri günümüzdeki yerlerini alana dek Güneş’in uzağına taşıdı. Öte yandan, büyümekte olan gezegenler de etrafa dağılarak, (yörüngede) içe ve dışa doğru saçılmaktaydı.

Gezegen göçü, başka yıldızların çevresinde bulunan uzak sistemlerde de yaşandı. Şanslıyız ki, kendi gezegen sistemimizdeki gök cisimleri nispeten yakın ve bu durum, sistemimizi, göçün girift ayrıntılarını görebileceğimiz tek yer haline getiriyor. (Yıldızın etrafındaki) diskten ayrılan küçük gezegen gruplarının haritalanması, büyük gezegenlerin nasıl itildiğine ilişkin hikâyeyi yeniden oluşturmamıza olanak sağlıyor.

GÖĞÜ HARİTALAMAK

Son keşifler, “Dış Güneş Sistemi Köken Araştırması” (OSSOS) adı verilen beş yıllık bir projenin bir parçası olarak gerçekleşti. 2013-2017 yılları arasında yapılan gözlemlerde, dünyanın en büyük teleskoplarından olan ve Hawaii’nin Maunakea dağında bulunan Kanada-Fransa-Hawaii (ortak) Teleskobu’nun görüntüleme kamerası kullanıldı. Araştırmada, gezegenlerin düzlemine yakın ve Samanyolu’nun yoğun yıldız alanlarına uzak olan sekiz büyük bölgede, soluk ve ağır hareket eden ışık noktaları arandı.

Araştırma, 6 ilâ 83 astronomik birim (AU)** arasındaki mesafelerde gerçekleşen 840 keşifle, bize bu “Neptün ötesi cisimlerin” sahip olduğu birçok farklı türden yörüngeye dair oldukça iyi bir genel görünüm sunuyor.

Daha önce yapılan araştırmalarda, uzak keşiflerden bazılarının kaybedilmesi nedeniyle sorunlar yaşandı; çok az sayıda gözlem yapıldığında, gökyüzündeki küçük bir gezegenin öngörülen yolu o denli belirsiz hale gelir ki, bir teleskobun onu tekrar tespit etmesi mümkün olmaz ve (cisim) “kayıp” kabul edilir. Bu durum, daha eğik ve uzayan yörüngelere sahip nesneler söz konusuyken daha fazla yaşanır ve bu cisimler hakkında ne bilindiğine dair bir önyargıya yol açar.

Yeni araştırmamız, tüm uzak keşiflerin izini başarıyla sürdü. Birkaç yıl süresince 840 cisimden sıkça aldığımız anlık görüntüler, her bir küçük dünyanın yörüngesinin oldukça hassas biçimde tespit edilebileceği anlamına geliyordu. Toplamda, yüzlerce keşif hakkında yapılan 37 binden fazla manuel (el-kontrollü) ölçüm, gökyüzündeki yörünge eğrilerini kesinlikle doğru yere oturttu.

Aynı zamanda, Güneş sistemimizin bir kataloğunu oluşturmak ve tarihini gözlemlemek noktasında güçlü bir olanak sunan bir “simülatör” (bilgisayar modeli) yazılımı hazırladık. Bu yazılım, kuramcıların, Güneş sisteminin günümüzde gördüğümüz şekline nasıl ulaştığına ilişkin modellerini test ederek, yaptığımız somut keşiflerle karşılaştırmasına yardımcı oluyor.

İLGİ ÇEKİCİ YENİ DÜNYALAR

Keşfedilen yeni buzul ve kayalık cisimler iki ana grupta toplanıyor. Bunlardan ilki, (Klasik Kuşak da denen) Kuiper Kuşağı’nda*** yer alan ve Güneş’e uzaklığı 37AU’dan yaklaşık 50AU’ya dek uzanan yörüngelerde dönen gök cisimlerini barındırır. İkincisi (Rezonant Kuşak) ise, Neptün gezegeninin Güneş etrafında dönüşü esnasında (çekim etkisinden) hassas bir kaçınma davranışı gösteren küçük dünyalardan oluşur. Plüton’u da içine alan Neptün ötesi bu “rezonant” gök cisimleri, Neptün’ün yörüngesel göçü sırasında bugünkü uzun yörüngelerine itildi.

Kuiper Kuşağı’nda 436 küçük dünya tespit ettik. Bunların yörüngeleri, cisim popülasyonunun yoğunlaşmış bir “çekirdeğe” (merkez noktaya) 43 ila 45AU uzaklıkta, neredeyse kusursuz derecede yuvarlak ve düz yörüngelerde bulunduklarını doğruluyor. Bu sakin yörüngeler, Güneş sisteminin oluşumundan sonra (ortaya çıkan) orijinal diskin geriye kalan kısmından, bozulmadan kalmış olabilir. Çok yakında, bu gruba ait bir cismi yakından göreceğiz: 2015 yılında Plüton’a bir ziyaret gerçekleştiren New Horizons (Yeni Ufuklar) uzay aracı, 2019’un yılbaşı günü bu cismin yakınından, Londra büyüklüğündeki bir alan üzerinden geçecek.

Cüce gezegen adayı olan 2015 RR245, oldukça dikkat çekici uzaklıkta bir yörüngede dönüyor; ancak, yine de bir uzay aracının görevi esnasında ulaşabileceği birkaç cüce gezegenden biri. Görsel: Alex Parker / OSSOS, CC BY-SA

Çalışmamızda 313 adet Neptün ötesi “rezonant” gök cismi tespit ettik. Araştırma, 130AU gibi inanılmaz bir uzaklıkta bulunduklarını ve geçmişte düşünülenden çok daha fazla sayıda olduklarını ortaya koydu. Keşfedilen cisimler arasında, İngiltere’nin yaklaşık yarısı büyüklüğe sahip olan cüce gezegen 2015 RR245 da bulunuyor. Bu cisim, yüzlerce yıl önce Neptün’le yaşadığı bir karşılaşmanın ardından, günümüzde 82 AU mesafede bulunan yörüngesine savrulmuş olabilir. Geçmişteyse, şu an itibariyle dağınık biçimde var olduğu düşünülen 90 bin küçük boyutlu cisimden biriydi.

DAHA FAZLA GEZEGEN VAR MI?

Yaptığımız keşiflerin en beklenmedik sonuçları arasında, inanılmaz derecede uzak yörüngelerde dönen dokuz küçük dünya mevcut; bunlar, asla Neptün’ün yörüngesinden yakına gelerek Güneş’e doğru yaklaşmıyorlar ve yıldızımızın yörüngesindeki bir turları ortalama 20 bin yıl sürüyor. Onların varlığı, benzer yörüngeler üzerinde dönen yüz binlerce Neptün ötesi görünmeyen cisimden oluşan bir nüfusun varlığının da işareti.

Bu cisimlerin günümüzdeki yörüngelerine nasıl oturdukları henüz bilinmiyor; bazı yörüngeler o kadar uzak ki, en yakın konumlarında dahi Neptün’ün çekim gücünden neredeyse hiç etkilenmiyor. Bir iddiaya göre, kimi zaman “Dokuzuncu Gezegen” diye adlandırılan ve henüz tespit edilmemiş bir gezegen, bu cisimlerin uzayda gruplaşmasının nedeni olabilir. Buna karşın, dokuz adet küçük gezegenimizin tamamı gruplaşmaktan ziyade kusursuz biçimde yayılmış gibi görünüyor. Belki de bu denli büyük bir gezegenin bu sürüyü gütme tarzı oldukça zariftir veya yörüngeler bunun yerine farklı bir yolla şekillenmiştir.

Güneş sistemimizin tarihini anlatmaya daha yeni başlıyoruz. Bu yeni keşif dizisinin, hikâyedeki tüm parçaları bir araya getirmeye yardımcı olacağını umuyoruz.

*Michele Bannister, Belfast Kraliçe Üniversitesi’nde (Queen’s University) gezegen ve astronomi araştırmaları dalında araştırma görevlisidir.

**1 AU, Dünya ile Güneş arasındaki mesafeye denk gelen uzaklık birimidir.

***Kuiper Kuşağı, Neptün gezegeninin yörüngesi ile Plüton cüce gezegeninden daha uzakta kalan gezegenimsilerin bulunduğu alana verilen isimdir.

Yazının aslı The Conversation sitesinde yayınlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)