Haber: Damla Oya Erman
Acaba bu durum sadece şanssızlık mı, yoksa fiziksel nedenlerle mi ilişkilendirilebilir?
Aslında, gazlı aylar mevcuttur - ancak bu aylar kendi Güneş Sistemi'nde değillerdir. Şu ana kadar 5,500'den fazla keşfedilmiş olmalarına rağmen, sadece iki adet olası "exomoon" (dış gezegen ayı) tespit edilmiş ve bunlar henüz %100 doğrulanmış değil. Bu iki "exomoon"un ilginç yanı, kendilerinin de birer gaz devi olmaları ve hatta daha büyük gaz devleri etrafında dolanmalarıdır. Ancak, bu durum bir istisna olup, genel kuralı kanıtlar niteliktedir.
Güneş Sistemi'nde neden gazlı ayların bulunmadığını anlamak için en azından güneş sistemimiz içindeki gaz devi gezegenlerin nasıl oluştuğunu anlamak önemlidir.
Gaz devi gezegenlerin oluşumu için iki senaryo bulunmaktadır: 'alttan yukarıya' ve 'üstten aşağıya'.
Alt'tan yukarı gaz devi oluşumu, güneş sistemimizin gaz devi gezegenlerinin nasıl oluştuğu anlamına gelir. Eğer 4.5 milyar yıl öncesine gidip genç bir güneşi gözlemleyebilseydik, onu bir gaz ve toz diski çevrelerken görecektik. Bu disk, gezegenlerin oluştuğu yerdir. İlk olarak, bu gezegenler kayaçlı cisimler olarak büyümeye başlar, toz, çakıl ve taşları bir araya getirirler. Bazıları sadece veya kadar büyüyebilirken, diğerleri daha büyük hale gelir, Jüpiter'in kütle olarak 10 katına kadar çıkabilen dev kayalık cisimleri oluştururlar.
Büyüdüklerinde, çekirdek biriktirme süreci sayesinde protoplanet diski içindeki büyük miktarlarda gazı süpürmeye başlarlar. Ancak, ne kadar gaz çaldıkları ve ne kadar büyüdükleri, çekimlerine ve mevcut gaz miktarına bağlıdır.
Ancak sonunda güneş sistemimiz, Jüpiter ve Satürn gibi dört gaz devi gezegeni ile kalmıştır. NASA'nın Jüpiter'e yönelik görevi, Jüpiter'in merkezinde dünya kütleli yaklaşık on kat büyüklüğünde büyük, kayalık ancak dağınık bir çekirdek olduğuna dair kanıtlar bulmaya yardımcı oldu.
Üst'ten aşağı gaz devi oluşumu modelinde ise, gazlı dünyalar doğrudan bir gaz kümesinden çöken bir kümesten oluşur, yıldızların oluştuğu gibi. Ancak, bu sürecin üretebileceği bir minimum kütlesi vardır.
Büyük bir gaz kümesi kendi çekimi altında sıkıştığında, gaz birazdan daha küçük, bu nedenle daha yoğun bir hacime sıkıştırılmaktadır. Ancak gaz sıcak olduğunda genişlemek ister, bu nedenle çekimle sıkıştığı birim miktar fazla ısınır. Bu nedenle, sıkışan gaz kümesi genellikle termal kızılötesi enerji ışığında parlayan çöken gaz bulutlarını görüyoruz.
Ancak "fragmentasyon için opaklık sınırı" adı verilen kısıtlayıcı bir faktör vardır. Gazın ısının biriminin opaklığına, sıcaklığına ve yoğunluğuna bağlı olarak yeterince ısısını yayabilmesi için sıcak olduğu kadar, bu süreç daha küçük nesnelerde giderek daha az etkin hale gelir. Bu sınıra gelindiğinde, 3 Jupiter kütlesinden daha küçük hiçbir şey üst'ten aşağı süreçte oluşturulamaz.
Gazlı ayların neden olmadığını anlamak için, özellikle de Güneş Sistemi içinde, gaz devi gezegenlerin nasıl oluştuğunu anlamak önemlidir.
Güneş Sistemi'nde çoğu ay, ebeveyn gezegenlerini saran artık disklerde çekirdek biriktirme süreci ile oluştu. Gezegenler, çoğu malzemeyi süpürdükleri için, bir ay oluşturacak kadar büyük bir malzeme kalmamıştı. Aslında, güneş sisteminde sadece bir tek ayın atmosferi bile bulunmaz ve bu da Satürn'ün en büyük uydusu olan Titan'dır.
Benzer şekilde, üst'ten aşağı bir süreç de gerçekleşemezdi çünkü yeterince gaz kalmamıştı ve olmuş olsaydı, 3 Jupiter kütlesinin altındaki hiçbir şey güneş sistemimizde oluşturulamazdı.
Bu nedenle, gaz devi dünyalarını üretmenin iki en yaygın süreci ile gazlı aylar oluşturamayız. Ancak, güneş sistemimizde farklı bir şekilde oluşan birkaç tuhaflık vardır.
Dünya'nın durumunda, ay muhtemelen Mars büyüklüğünde bir gök cismi ile çarpışma sonucu Dünya'dan fırlatılan malzemeden oluştu. Bu enkaz, çekirdek biriktirme yoluyla Dünya'nın ayını oluşturarak bir halka oluşturdu. Bir gaz devi gezegenin yüzeyine çarpma, yeterli gazı sıçratmak için yeterli olabilir mi?
Maalesef hayır. "Kaya gezegenler böyle etkilere maruz kalabilir, ancak hatırlayın 1994'te kuyruklu yıldız Jüpiter'e çarptığında ne oldu? Sadece kayboldu," dedi Caltech'ten Jessie Christiansen ile yapılan bir röportajda. "Gaz devleri her şeyi yutar."
Gaz devi ile çarpışan her şey, gaz devi tarafından emilir ve onun bir parçası olur, malzemeyi uzaya püskürtmez.
Başka bir tuhaflık da yakalanan aylardır. Örneğin, Mars'ın ve kuyruklu yıldız olan 'nın yakalanan aylar olduğu düşünülmektedir. Saturn'ün en dıştaki uydusu Phoebe, yakalanan bir kuyruklu yıldız nesnesidir ve Neptün'ün uydusu Triton da yakalanan bir nesnedir. Bunlar bir gezegen etrafında oluşmadı, bunun yerine kendi başlarına uzaya doğru hareket ettiler ve daha sonra bir gezegenin çekimine yakalandılar.
Bu durumda, daha küçük bir gazlı gezegenin, bir gezegen gibi, belki de Neptün kütlesinde bir gaz dünyasını yakalayıp yakalayamayacağı bir soruyu gündeme getiriyor. Sonuçta, gazlı dünyalar Jupiter kütlesinin bir düzine katına kadar büyüyebilir, bu nedenle ilkesel olarak, Neptün kütlesinde bir gaz dünyasını kolayca yakalayabilirler.
Görünüşe göre gerçekten de yapabilirler! "Muhtemelen dev gezegenler etrafında Neptün büyüklüğünde aylar bulunabilir," dedi Christiansen.
Bu makalenin başında bahsedilen iki aday exomoon — ve — kendi başlarına gaz devleri olmalarına rağmen, görünüşe göre daha büyük gaz devleri etrafında uydular olarak ortaya çıkıyorlar.
Christiansen, "Her iki adayın da sadece adaylar olduğunu vurgulayacağım. Verilerde bir ayı işaret eden şeyleri görüyoruz, ancak bunu açıklayabilecek başka şeyler de var" dedi.
Eğer gerçek bir ay ise, Kepler 1625b-i'nin kütlesi dünya kütlesinin 19 katıdır (yaklaşık olarak Jüpiter'in kütleşinin %6'sı), bu da onu Neptün ile benzer kütlede bir hale getirir ve Jüpiter'in yarı çapının yarısı kadar olan bir çapı olan bir gazlı gezegenle birlikte hareket eder.
Kepler 1708b-i ise daha da ağır, dünya kütlesinin yaklaşık 37 katı ve Jüpiter'den 4.6 kat daha büyük bir dev gezegenin etrafında döner.
Christiansen, "Bu teorilerin birçoğunu zorluyorlar," dedi. "Bu şekilde nasıl oluştuklarını açıklamak zor, bu yüzden yakalanmış olmaları gerekiyor."
Yakalanmış nesneler, ilkesel olarak güneş sistemimizdeki yakalanan aylara benzer olabilirler. Bir çekirdek biriktirme süreci içinde diskte çekirdekten oluşan ve sonra yıldıza doğru göç ettiklerinde büyük gezegenler tarafından yakalanan nesneler olmuş olabilirler.
