Sentordan kuyruklu yıldıza: Webb, 450P/LONEOS'un uyanışını karbondioksitte yakaladı

Güneş Sistemi'nin dış bölgelerinde, dev gezegenlerin arasında dolanan buzlu küçük cisimler zaman zaman kuyruklu yıldıza dönüşüyor. Gökbilimciler bu dönüşümü nadiren iş başındayken görebiliyor. NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile Hawaii'deki Gemini Kuzey Teleskobu'nun ortak gözlemleri, 450P/LONEOS adlı cismin çekirdeğinin çevresinde gaz ve tozdan oluşan bir koma, yani kuyruklu yıldız başı geliştiğini ortaya koydu. Webb'in tayfı ise bu uyanışı tetikleyen maddenin su değil, karbondioksit olduğunu gösterdi.

Sentorlar: Kararsız bir geçiş bölgesi

Jüpiter ile Neptün arasındaki bölgede, bir ya da daha fazla dev gezegenin yörüngesini kesen yörüngelerde dolanan küçük cisimlere sentor adı veriliyor. Ad, mitolojideki yarı insan yarı at yaratıklardan geliyor; çünkü bu cisimler hem asteroitlere hem de kuyruklu yıldızlara benzer özellikler gösteriyor. İlk tanınan sentor, 1977'de keşfedilen 2060 Chiron; bu cisim de zaman zaman kuyruklu yıldız benzeri etkinlik gösteriyor. Bilinen en büyük sentor olan yaklaşık 250 kilometre çapındaki Chariklo ise etrafında halka sistemi bulunmasıyla dikkat çekiyor.

Sentorların yörüngeleri kalıcı değil. Dev gezegenlerin kütleçekimi onları sürekli itip çektiği için bu yörüngelerin ömrü genellikle yalnızca birkaç milyon yıl. Sentorların çoğunun kaynağının Neptün'ün ötesindeki Kuiper Kuşağı ve onunla bağlantılı dağınık disk olduğu, bir kısmının ise zamanla iç Güneş Sistemi'ne sürüklenerek Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızlarına dönüştüğü düşünülüyor. Modellere göre Güneş'ten yaklaşık 5,4 ile 7,8 astronomik birim arasında uzanan dar bir "geçit" bölgesi, bu dönüşümün kilit durağı. Bu bölgeden geçen cisimlerin büyük kısmı sonunda Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızı oluyor.

450P/LONEOS'un yolculuğu

450P/LONEOS adını, 1990'lar ve 2000'lerde ABD'deki Lowell Gözlemevi'nde Dünya'ya yakın cisimleri aramak için yürütülen LONEOS taramasından alıyor. Cismin şu anki yörünge dönemi yaklaşık 22 yıl; bu da onu bugün henüz tam anlamıyla bir Jüpiter ailesi kuyruklu yıldızı olmayan, ama o yöne doğru ilerleyen bir geçiş cismi yapıyor. Araştırmacılara göre cisim, 1992'de Satürn'ün yaklaşık 4,6 milyon kilometre yakınından geçti. Bu yakın geçiş yörüngesini değiştirerek onu Güneş'e daha yakın bir yola itmiş olabilir. Dev gezegenlerle gelecekte yaşayacağı yeni karşılaşmalar, yörüngesini daha da içeriye çekebilir.

Gemini Kuzey'in yer tabanlı görüntüleri, cismin çevresindeki toz bulutunun boyutunu ve parlaklığını izlemeye yaradı. Webb ise yalnızca uzaydan yapılabilen tayf ölçümleriyle gazın kimyasını çözdü. Dünya atmosferi karbondioksitin kızılötesi imzasını büyük ölçüde soğurduğu için bu gazı yerden doğrudan görmek neredeyse imkânsız; bu nedenle iki teleskobun birlikte kullanılması kritik oldu.

Sudan önce karbondioksit

Bir kuyruklu yıldızın etkinleşmesi, yüzeyindeki ve hemen altındaki buzların Güneş ısısıyla doğrudan gaza dönüşmesi, yani süblimleşmesiyle başlıyor. Güneş'e yakın kuyruklu yıldızlarda bu süreci büyük ölçüde su buzu yönetiyor. Ancak su buzu, Güneş'ten yaklaşık 3 astronomik birimden daha uzak mesafelerde verimli biçimde süblimleşemeyecek kadar soğuk kalıyor. Daha uzaktaki cisimlerin etkinleşmesi için daha uçucu buzlara, örneğin karbondioksit ya da karbonmonoksit buzuna ihtiyaç var.

Webb'in yakın kızılötesi tayfı, 450P'nin komasında karbondioksit gazının baskın olduğunu ortaya koydu. Bu, cismin bulunduğu mesafede suyun değil karbondioksitin etkinliği sürdürdüğünü doğruluyor. Gözlemlerde kristal yapılı su buzu taneleri de saptandı. Dış Güneş Sistemi'ndeki buzun önemli bir kısmının düzensiz, amorf biçimde olduğu düşünülüyor; kristal buzun varlığı, cismin yüzeyinin Güneş'e yaklaştıkça ısınarak dönüşmeye başladığına işaret ediyor olabilir.

Neden önemli?

Sentorlar, Güneş Sistemi'nin yaklaşık 4,6 milyar yıl önceki oluşumundan kalan, görece az değişmiş malzemeyi taşıyor. Bir sentorun kuyruklu yıldıza dönüşürken hangi buzları hangi sırayla kaybettiğini izlemek, bu ilkel malzemenin bileşimini ve kuyruklu yıldızların zaman içinde nasıl evrildiğini anlamak için eşsiz bir fırsat. Webb daha önce benzer biçimde sürekli etkin bir sentor olan 29P/Schwassmann-Wachmann'ı da incelemiş ve karbonmonoksit ile karbondioksit salınımlarını ayrıntılı olarak haritalamıştı. 450P'nin gözlemleri, bu geçiş sürecinin farklı bir aşamasını yakalayarak tabloyu tamamlamaya yardımcı oluyor.

Bu tür gözlemler, gelecekteki kuyruklu yıldız görevlerinin hedef seçimi açısından da yol gösterici. Kuyruklu yıldıza dönüşme yolundaki bir cismin ilk etkinlik belirtilerini ayrıntılı olarak izlemek, Güneş Sistemi'nin buzlu yapı taşlarının iç Güneş Sistemi'ne nasıl taşındığını ve belki de Dünya'ya su ile organik madde getiren süreçleri daha iyi anlamamızı sağlayabilir.