Universe scene with planets, stars and galaxies in outer space showing the beauty of space exploration. Elements furnished by NASA

Gezegen Oluşturmanın Yeni Bir Yolu

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, gezegenler olağanüstü bir çeşitlilik sergiliyor. Bu çeşitlilik beklenmedik değil. Bilim adamlarının gezegenlerin oluşumunu inceledikleri sofistike bilgisayar modelleri de çok farklı gezegenler doğuruyor. Modellerin açıklamakta daha zorlandığı şey, diğer yıldızlar çevresinde keşfedilen gezegenlerin gözlemlenen kütle dağılımlarıdır. Çoğunluk, orta kütle kategorisine girmiştir – birkaç Dünya kütlesinden Neptün’e kadar olan kütlelere sahip gezegenler. Güneş sistemi bağlamında bile, Uranüs ve Neptün’ün oluşumu bir sır olarak kalır. İsviçre NCCR Gezegenleri ile ilişkili Zürih ve Cambridge Üniversitelerinden bilim adamları, şimdi kapsamlı simülasyonlarla desteklenen alternatif bir açıklama önerdiler. Sonuçları Nature Astronomy bilimsel dergisinde yayınlandı.Kaç tane gezegen var? Evren ve güneş sistemindeki gezegenlerin sayısı - Milliyet Çocuk

İki zıt güç …

Zürih Üniversitesi’nde çalışmanın ortak yazarı ve Hesaplamalı Astrofizik Profesörü ve NCCR PlanetS üyesi Lucio Mayer, “Gezegensel gaz ve toz diskinden gezegenler oluştuğunda, yerçekimsel dengesizlikler itici mekanizma olabilir,” açıklıyor. Bu süreçte diskteki toz ve gaz yerçekimi nedeniyle bir araya toplanır ve yoğun spiral yapılar oluşturur. Bunlar daha sonra gezegensel yapı taşlarına ve sonunda gezegenlere dönüşür.

Bu işlemin meydana geldiği ölçek çok büyüktür – öngezegensel diskin ölçeğini kapsar. Mayer, “Ancak daha kısa mesafelerde – tek gezegenlerin ölçeğinde – başka bir kuvvet hakimdir: Gezegenlerin yanında gelişen manyetik alanlar,” diye açıklıyor Mayer. Bu manyetik alanlar diskin gazını ve tozunu karıştırır ve böylece gezegenlerin oluşumunu etkiler. “Gezegen oluşum sürecinin tam bir resmini elde etmek için, bu nedenle diskteki büyük ölçekli spiral yapıyı simüle etmek önemlidir. Büyüyen gezegen yapı taşlarının etrafındaki küçük ölçekli manyetik alanların da dahil edilmesi gerekir,” diyor kurşun- çalışmanın yazarı, Mayer’in eski doktora öğrencisi ve şimdi Cambridge Üniversitesi, Hongping Deng’de Araştırma Görevlisi.

… aynı anda kavranması zor

Kaç tane gezegen var? Evren ve güneş sistemindeki gezegenlerin sayısı - Milliyet Çocuk

Bununla birlikte, yerçekimi ve manyetizmanın ölçek ve doğasındaki farklılıklar, iki kuvveti aynı gezegen oluşum modeline entegre etmeyi çok zorlaştırıyor. Şimdiye kadar, güçlerden birinin etkilerini iyi yakalayan bilgisayar simülasyonları, genellikle diğeriyle kötü sonuç verdi. Ekip, başarılı olmak için yeni bir modelleme tekniği geliştirdi. Bu, 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 bulmak zorunda kaldılar. Son olarak, çok sayıda gerekli hesaplama nedeniyle, İsviçre Ulusal Süper Hesaplama Merkezi’ndeki (CSCS) ‘Piz Daint’ gibi güçlü bir bilgisayar gerekiyordu. Lucio Mayer, “Geliştirdiğimiz teorik anlayışlar ve teknik araçların yanı sıra, bu nedenle bilgi işlem gücünün ilerlemesine de bağlıydık” diyor.

“Bu sonuçlar yalnızca bir ilk adımdır, ancak gezegen oluşumu simülasyonlarında daha fazla fiziksel süreçleri açıklamanın önemini açıkça göstermektedir. Çalışmamız, galaksimizde çok yaygın olan orta kütleli gezegenlerin oluşumuna giden potansiyel yolları anlamaya yardımcı oluyor. aynı zamanda genel olarak protoplanet diskleri anlamamıza da yardımcı oluyor, “Ravit Helled, Zürih Üniversitesi’nde çalışmanın ortak yazarı ve NCCR PlanetS üyesi Teorik Astrofizik Profesörü,” diyor.