James Webb genç yıldızların çevresinde gezegen çarpışmalarının izini sürdü

Ay'ın, Güneş Sistemi'nin ilk dönemlerinde Mars büyüklüğündeki Theia adlı bir cismin genç Dünya'ya çarpmasıyla oluştuğu düşünülüyor. Bu çarpışmada büyük miktarda kaya buharlaşıp uzaya saçıldı, bir kısmı da yeniden toplanarak Ay'ı meydana getirdi. Gökbilimciler şimdi James Webb Uzay Teleskobu ile benzer yıkıcı çarpışmaların izlerini taşıyan genç yıldız sistemlerini inceledi. NASA'nın 1 Ekim 2026'da duyurduğu sonuçlar The Astrophysical Journal dergisinde yayımlandı.

Aşırı enkaz diskleri

Bir yıldızın çevresi yaşlandıkça değişir. Önce gaz bakımından zengin, gezegenlerin oluşabildiği genç bir gezegen öncesi disk bulunur. Zamanla gaz dağılır ve geride çoğunlukla toz ve kayadan oluşan, gazca fakir bir enkaz diski kalır. NASA'nın 2003'ten 2020'ye kadar çalışan Spitzer Uzay Teleskobu, bu enkaz diskleri arasında alışılmadık bir alt sınıf keşfetmişti: yıldıza yakın, kayalık gezegenlerin yörüngelerine denk gelen mesafede olağandışı miktarda sıcak toz barındıran "aşırı enkaz diskleri".

Bu disklerin, gezegen oluşumunun son aşamasında gezegen embriyolarının birbirine çarpmasıyla ortaya çıkan enkazdan beslendiği düşünülüyor. Kuramlar böyle disklerin sık görülmesi gerektiğini öngörse de gözlemler onların nadir olduğunu gösteriyor: Bu evre, genç yıldızların yalnızca yüzde 1 kadarında yakalanabiliyor.

21 diskten oluşan örnek

Colorado'nun Boulder kentindeki Uzay Bilimleri Enstitüsü'nden Kate Su'nun yönettiği ekip, bu sistemleri Webb'in Orta Kızılötesi Aracı (MIRI) ile inceledi. Örnekte toplam 21 disk yer aldı: Beşi Spitzer arşivinden, 16'sı Webb gözlemlerinden geldi. Webb verilerinin 12'si ilk kez gözlenen disklere ait; diğer dördü ise Spitzer'in daha önce incelediği sistemlerin yeniden gözlenmesiydi. Su, bu alt sınıfı gerçekten anlamaya yetecek kadar sistemi ilk kez bir araya getirdiklerini belirtiyor.

Orta kızılötesi tayflar, bu disklerin üç ortak özelliğini ortaya koydu: daha küçük toz taneleri, yoğun sıcak toz ve düzensiz parlaklık değişimleri.

Asıl ipucu: mineraller

En önemli bilgi tozun mineral bileşiminden geldi. Diskler iki gruba ayrıldı: silikaca zengin ve silikaca fakir. Silikaca zengin malzemenin Dünya'daki tanıdık örneği obsidyen gibi volkanik camlar. Silikaca fakir malzemede öne çıkan mineral forsterit ise Hawaii'deki bazı plajlarda yeşil kum taneleri olarak görülebiliyor.

Örneğin yaklaşık üçte biri silikaca zengin çıktı. Bu bileşim, Mars büyüklüğündeki cisimlerin yüksek enerjili çarpışmalarında malzemenin önemli bir bölümünün buharlaştığını gösteriyor. Kalan üçte iki ise Ay büyüklüğündeki cisimlerin birbirini sıyırdığı çarpışmalar gibi daha düşük enerjili olaylara işaret ediyor.

Yaş dağılımı da anlamlı: Silikaca zengin diskler yalnızca 300 milyon yaşından genç yıldızların çevresinde görülüyor. Silikaca fakir diskler ise çok daha geniş bir yaş aralığında bulunuyor ve parlaklıkları daha değişken. Ekip bu değişkenliği, taze enkazın yörünge değişimleri ve yeni çarpışmalarla hızla evrilmesine bağlıyor.

Su'ya göre Webb'den önce bu disklerin tuhaf olduğunu biliyorlardı ama bilgileri sınırlıydı; şimdi gezegen oluşumu açısından neyi temsil ettikleri belirlenebiliyor. Macaristan'daki Konkoly Gözlemevi'nden ortak yazar Agnes Kospal ise en heyecan verici noktayı bileşimin belirlenebilmesi olarak görüyor, çünkü gezegen embriyoları doğrudan incelenemeyecek kadar küçük.

Güneş Sistemi için anlamı

Bulgular kendi geçmişimize de ışık tutuyor. Simülasyonlar, Merkür, Venüs, Dünya ve Mars gibi karasal gezegenlerin ilk birkaç yüz milyon yılda oluşması gerektiğini söylüyor. Bu, silikaca zengin disklerin görüldüğü yaş aralığıyla uyumlu. Theia çarpışmasının da Güneş Sistemi'nin oluşumundan yaklaşık 100 milyon yıl sonra, yani bundan 4,4-4,5 milyar yıl önce yaşandığı tahmin ediliyor. Apollo görevlerinin getirdiği Ay kayaçlarının Dünya'dakilerle neredeyse aynı izotop imzasını taşıması, dev çarpışma kuramının en güçlü dayanaklarından biri.

Yaşlı, silikaca fakir disklerdeki rastgele parlaklık değişimleri gerçekten yörünge kararsızlığını yansıtıyorsa, bu durum Güneş Sistemi için öne sürülen Geç Ağır Bombardıman varsayımıyla da genel olarak örtüşüyor. Bu varsayıma göre dev gezegenlerin yörüngelerinin kayması, küçük cisimlerin yörüngelerini bozarak iç Güneş Sistemi'nde bir çarpışma dalgasına yol açmıştı. Yani Güneş Sistemi de bir zamanlar uzaktan bakan biri için aşırı enkaz diski evresinden geçmiş olabilir.

Sırada ne var?

Konkoly Gözlemevi'nden Attila Moor, yaşlı sistemlerde silikaca zengin disk görmeyi beklemediklerini, ancak örnekte bu yaş ölçütüne uyan yalnızca üç disk bulunduğunu hatırlatıyor. Bu nedenle sonucun kesinleşmesi için daha fazla sistemin gözlenmesi gerekiyor. Webb'in hassasiyeti, yeni aşırı enkaz disklerinin bulunmasını ve gezegen embriyolarının çarpışmalarının zaman içinde nasıl değiştiğinin izlenmesini kolaylaştıracak.

Kısaca

• Webb ve Spitzer verileriyle 21 aşırı enkaz diski incelendi.
• Disklerin üçte biri silikaca zengin; Mars büyüklüğünde cisimlerin dev çarpışmalarına işaret ediyor.
• Silikaca zengin diskler yalnızca 300 milyon yaşından genç yıldızlarda görülüyor.
• Bulgular, Ay'ı oluşturan Theia çarpışmasının zamanlamasıyla uyumlu.