Kuyruklu Yıldızlarda Sıvı Halde Su Keşfedildi
Resim, Wild-2 kuyruklu yıldızının çarpık yüzeyini ve saatte yüzlerce km hızla fışkıran su jetlerini gösteriyor.
Bilim adamları kuyruklu yıldızlarda sıvı halde suyun bulunduğuna dair ilk kez ikna edici kanıtlar buldu. Bu keşif, kuyruklu yıldızların, sahip olduğu buzları eritebilecek kadar ısınamadığı paradigmasını yıkıyor.
Arizona Üniversitesi Ay ve Gezegen Laboratuvarı'ndan kozmokimya ve gezegen formasyonu alanında doçent doktor olan Dante Lauretta:
"Güncel teoriler, bir kuyruklu yıldızda sıvı halde su bulunmasının imkansız olduğunu iddia ediyor." diyor.
Lauretta, NASA'nın Stardust uzay aracının getirdiği örnekleri inceleyen grubun Arizona Üniversitesi'nin baş araştırmacısıdır. Arizona Üniversitesi'nden çalışma lideri olan lisans öğrencisi Eve Berger ve Johnson Uzay Merkezi ve Naval Araştırma Merkezi'nden ekip arkadaşları, Stardust'ın, Wild-2 kuyruklu yıldızından Dünya'ya getirdiği toz taneciklerini incelediler. 1999 yılında görevine başlayan Stardust uzay aracı, 2004 yılında kuyruklu yıldızın yüzeyinden kopan ufak parçacıkları bir kapsül içerisinde toplamaya başladı. İki yıl sonra da Amerika'nın Utah eyaletine inerek topladıklarını getirdi.
Berger gözlemlerini şöyle anlatıyor:
"Bizim örneklerimizde suyun sıvı halde şekillendiğine rastladık. Yaşamının bazı dönemlerinde kuyruklu yıldız su paketlerini barındırmış olmalı."
Bu keşif, "Geochimica et Cosmochimica Acta" gazetesinin gelecek online baskısında yayınlanacak.
Kuyruklu yıldızlar, çoğunlukla sudan, enkaz yığını şeklinde kayalardan ve donmuş gazlardan oluştukları için kirli kartopları olarak adlandırılırlar. Kayalardan ve minerallerden oluşan, Dünya dışı kütle olan asteroitlerden farklı olarak kuyruklu yıldızlar, gaz kuyruklarına sahipler. Bu kuyruklar, Güneş'ten gelen yüksek enerjili parçacıklarla buharlaşır ve kuyruklu yıldızın gizli olan donmuş bedenini ortaya çıkarır. Lauretta:
"Wild-2 kuyruklu yıldızında buz eridiğinde ısınan su, şu an hala gözlemleyebildiğimiz şekilde mineralleri çözüyor ve demir, bakır sülfat çökeltileri oluşturuyor. Sülfat mineralleri oluşabilmek için kuyruklu yıldızın iç sıcaklığı olarak tahmin edilen sıfır altı sıcaklıklardan çok daha fazla sıcaklığa, yaklaşık olarak 50 ila 200 °C dereceye ihtiyaç duyar." diyor.
1978 yılında İsveçli astronom Paul Wild tarafından keşfedilen Wild-2 kuyruklu yıldızı, 4,5 milyar yıllık tarihinin çoğunu Güneş sisteminin dış kısımlarında geçirdi. Jüpiter'in çekim alanına yaklaşınca, hayli eliptik olan yörüngesi ve 3,4 mil genişliğiyle, Güneş'e ve içteki gezegenlere doğru fırlatıldı.
Bilim adamları Wild-2'nin diğer birçok kuyruklu yıldız gibi, Neptün'ün yörüngesinin ötesinde bulunan ve derin uzayın içindeki geniş bölge olan Kuiper kuşağından geldiğini iddia ediyor. Kuiper kuşağının, Güneş sisteminin oluşmasından sonra artakalan buzlu kayalar içerdiği düşünülüyor. Wild-2 kuyruklu yıldızının yaşamının çoğunu Kuiper kuşağında geçirdiği, Jüpiter'in onu Güneş'e doğru fırlatmasından önce gezegen sistemi içerisinde stabil olmayan yörüngelerde dolaştığı düşünülüyor.
Düşük sıcaklıklarda sülfat minerallerinin bulunması, Güneş sisteminin oluşumu hakkında bilgi verebileceği düşünülen kuyruklu yıldızların nasıl şekillendiğini anlamada önem taşıyor. Sıvı haldeki suyun kanıtlarına ek olarak keşfedilen maddeler, Wild-2 kuyruklu yıldızının yaşamı boyunca sahip olduğu sıcaklık değerlerine ışık tutuyor. Berger, durumu şöyle değerlendiriyor:
"Bulduğumuz kübanit minerali, uzayda çok nadir bulunan bir elementtir. Bu mineralin iki formu bulunuyor: Birisi bizim bulduğumuz 210 °C de bulunan halidir. Bu çok heyecan verici bir çalışma çünkü kübanitin bu formu, 210 °C den fazla sıcaklıkta bulunmuyor."
Kübanit; Dünya'nın maden yataklarında, su altında ısıya maruz kalan ve ayrıca bazı meteorit çeşitlerinde de bulunan bakır demir sülfattır. Berger:
"Kübanitin nerede olursa orada soğuduğunu ve eğer bu mineral kuyruklu yıldızlardan şekilleniyorsa, kuyruklu yıldızlar üzerinde genellikle ısı kaynaklarına etki edeceğini" söylüyor.
Berger'a göre kuyruklu yıldızlarda ısı kaynaklarını oluşturan iki yol var: Birisi, kuyruklu yıldızların başka objelerle küçük çarpışmaları; diğeri de kuyruklu yıldızda bulunan elementlerin radyoaktif bozunmalarıdır.
Merkezde ısı oluşması, sülfatın oluştuğu yerde su paketlerinin de milyonlarca yıl yerine yaklaşık bir yıl içerisinde oluşmasını sağlıyor. Bu durum kuyruklu yıldızın ömrü içerisinde herhangi bir döneminde gerçekleşir. Diğer bir yönden radyoaktif bozunmalar, minerallerin erken oluşumlarına işaret ediyor. Çünkü radyoaktif çekirdekler yıllar sonra parçalanır ve ısı kaynağının alevlenmesine neden olur.
Kübanit ve diğer sülfat minerallerinin varlığı, kuyruklu yıldızların ısı kaynaklarını anlamaya yardımcı olur. Kuyruklu yıldızın iç kısmı buzu ısıtabilecek kadar yaklaşık olarak 210 °C'nin altına kadar ısınır ve böylece kübanit şekillenir.
Lauretta, termal kısıtlamaların Wild-2 kuyruklu yıldızının tarihi boyunca geçirdiği sıcaklıkları, detaylı bir şeklide analiz etmeye yardımcı olduğunu söylüyor. Berger'ın takımının analiz ettiği her bir kuyruklu yıldız parçacığı, yaklaşık olarak bir bakteri hücresi kadardır. Çalışma takımı bu parçacıklardan sonra kimyasal bileşenleri elektron mikroskopuyla ve X ışınlarıyla inceledi. İnceleme, kimyasal elementlerin karakteristik ışınları çıkıncaya kadar devam etti. Örneklerin farklı yönelimleri, bilim adamlarına kuyruklu yıldızların kristalografik yapıları hakkında ipuçları verdi.
Lauretta'ya göre bulgular, kuyruklu yıldızların sıvı halde suyun içerisinde ısınma ve kimyasal reaksiyonlar geçirdiğini gösteriyor. Güneş sistemi, soğumaya başlamadan önce dönmekte olan sıcak gaz ve toz diski idi.
Sonuçlar kuyruklu yıldızlar ve asteroitler arasındaki ilişkiyi gösteriyor. Lauretta, Jeolojik tarihlerinde kuyruklu yıldızları ayrı bir kategoride incelemeliyiz diyerek şöyle söylüyor:
"Bulduklarımız kuyruklu yıldızlara bakış açımızı değiştiriyor. Bu çalışma sonuçları, yüksek bilimsel değerler taşıyor. Bu tanecikler, uzaktan algılama veya uzay aracı gönderilerek tespit edilemez."
Kaynak: "Frozen Comet's Watery Past: Discovery Challenges Paradigm of Comets as 'Dirty Snowballs' Frozen in Time", sciencedaily, çev. Ayşegül Koç, yaklasansaat.com, 06/04/2011.