Gezegenler Nasıl Oluşur?
Gezegen oluşumu aslında yıldız oluşumunun bir yan ürünü. Yıldızlar, çoğu bölgesi son derece seyrek gaz ve tozla dolu olan uzayın yıldızlararası kısmında doğar. Ancak yıldızlararası uzayın moleküler bulut denilen bazı bölgeleri çevrelerinden çok daha yoğundur. İşte yıldızlar burada oluşur. Bulutun kütle çekimi, birkaç ışık yılı genişliğindeki bulutu kendi içine çökerterek Güneş sistemimizin boyutuna küçültecek kadar güçlüdür. Bulutta büzüşen madde daha hızlı dönmeye başlar. Buluttaki kütlenin büyük kısmı merkezdeki yıldıza doğru çöker ama hızlı dönme nedeniyle maddenin bir kısmı da yeni oluşan yıldızın yörüngesinde geniş bir disk oluşturur. Gezegenler, işte bu “öngezegen diskinden” oluşur.
Yıldız oluşumunun temel mekanizması uzun zamandır bilinmesine rağmen gezegen oluşumunu çok daha sonra kavrayabildik. Şu anki bilgilerimize göre yıldızların çoğunun etrafındaki gezegensel sistemlerle birlikte oluştuğunu düşünüyoruz. Oysa içinde bulunduğumuz yüzyıla dek bu çok spekülatif bir görüş sayılıyordu. O zamanlar Güneş sistemi dışında bilinen çok az gezegen vardı ve hiç kimse ön gezegen disklerini görmemişti. Ancak daha sonra Kepler ve diğer teleskoplar binlerce öte gezegen sistemi keşfetti, ALMA radyo teleskobu da onlarca öngezegensel disk görüntüledi. Hatta PDS 70 yıldızının etrafındaki diskte belirgin şekilde görülebilen bir gezegen oluşumu tespit edildi. Bu gibi gözlemlerle birlikte ele alınan sofistike bilgisayar simülasyonları, gezegenlerin nasıl oluştuğunu çok daha net anlamamızı sağladı.
Öngezegensel diskteki “toz”, ancak mikroskopla görülecek kadar küçük ve katı parçacıklardan oluşuyor. Merkezi yıldıza yakın parçacıklar genellikle kaya veya metalik. Merkezden uzak mesafelerde ise donmuş hidrojen bileşikleri (ör. su buzu, metan ve amonyak) karşımıza çıkıyor. Hem “kaya” hem de “buz” maddelerde olaylar benzer şekilde gelişiyor. Toz parçacıklarının her biri farklı yörüngelerde yıldızın etrafında dolaşırken sürekli olarak birbirleriyle çarpışıyorlar. Nispeten yavaş çarpışmalar sonucunda parçacıklar birbirine yapışıyor. Parçacıklar büyük kayalar haline gelinceye kadar bu birikme süreci devam ediyor. Bu büyük kayalar düşük hızla çarpışınca da parçalanmayıp birleşiyorlar.
Gezegenlerin Oluşum Modelleri
Bilim insanları Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerin nasıl oluşmuş olabileceğini açıklamak için üç farklı model geliştirdiler. İlk ve en çok kabul gören model, çekirdek akresyonu yani çekirdek toplanması modelidir. Bu model kayalık karasal gezegenlerin oluşumunu açıklayabilmektedir fakat dev gezegenler konusunda büyük sıkıntı yaşar. İkinci model disk kararsızlığı modelidir. Bu model dev gezegenlerin nasıl oluştuğunu açıklar. Üçüncüsü ise çakıl yığılması modelidir. Bu model ise gezegenlerin en küçük malzemelerden hızlı bir şekilde nasıl oluştuğunu açıklar.
Çekirdek Akresyonu (Toplanması) Modeli
Yaklaşık 4,5 milyar yıl önce Güneş Sistemi, Güneş bulutsusu olarak bilinen bir toz ve gaz bulutuydu. Malzeme dönmeye başladığında kütle çekimi ile birlikte kendi içine çöktü ve Güneş’i bu bulutsunun merkezinde oluşturdu.
Güneş’in oluşmasıyla birlikte, kalan madde yığınlaşmaya başladı. Küçük parçacıklar kütle çekim kuvvetlerine kapılarak daha büyük parçacıklar haline geldi. Güneş rüzgarları hidrojen ve helyum gibi daha hafif elementleri daha yakın bölgelerden süpürerek, sadece ağır ve kayalık malzemeler bıraktı. Bu malzemeler de karasal gezegenleri oluşturdu. Merkezden uzakta, Güneş rüzgarları daha hafif elementler üzerinde daha az etkiye sahipti. Bu hafif elementler de gaz devlerini oluşturdu. Bu şekilde; asteroitler, kuyruklu yıldızlar, gezegenler ve uydular oluştu.
Güneş Sistemi Nasıl Oluştu?
Yaklaşık 4,5 milyar yıl önce, kütle çekim kuvveti etkisi altında toz ve gaz bulutları birleşerek Güneş Sistemi’mizi oluşturdu. Bilim insanları, bu sürecin tam olarak nasıl işlediğinin tüm detaylarından emin olmasalar da, bilgisayar simülasyonları sayesinde genç yıldız sistemlerinin nasıl ortaya çıkabildiğine yönelik üç model geliştirebildiler.
Güneş oluştuktan sonra, 100 milyon yıl boyunca, büyük bir kütle diski tarafından çevrelenmişti. Bu süre gezegenlerin oluşması için yeterli gibi gelebilir ancak astronomik olarak düşünüldüğünde göz açıp kapayıncaya kadar geçer. Bu arada, yeni doğan Güneş kütle diskini ısıtırken gazlar hızla buharlaşıyordu. Yani yeni doğan gezegenlerin ve uyduların toparlanması için kısa bir süre vardı.
Güneş Nasıl Oluştu?
İlk olarak yıldızlararası gaz ve tozların oluşturduğu yoğun karışım, Güneş’in oluştuğu yeri oluşturacak moleküler bir bulut yarattı. Sıcaklığın azalması ile birlikte gazlar yoğunlaşmaya başladı. Bu moleküler bulut kendi kütle çekimi altında çökmeye başlayarak, protostarlar olarak bilinen çok sayıda genç yıldız oluşturdu. Kütle çekimi ile birlikte, madde genç yıldızın üzerine çökmeye devam etti ve bunun sonucunda bir yıldız ve gezegenlerin olduğu bir disk meydana geldi. Füzyon tepkimelerinin başlamasıyla birlikte, genç yıldız, enkazın temizlenmesine yardımcı olacak ve bu enkazın içine çekilmesini engelleyecek rüzgarları başlattı.
Her ne kadar gaz ve toz bulutları görünür dalga boylarındaki genç yıldızları örtseler de, kızılötesi teleskoplar sayesinde Samanyolu Galaksisi’nin bulutlarındaki diğer yıldızların doğum ortamları araştırılıyor. Sonuç olarak bilim insanları, diğer sistemlerde gördüklerini kendi yıldızımıza uygulamaya çalışıyorlar.
