Milyarlarca yıl öncesine uzanan bir kozmik gizem: Jüpiter'in yolculuğu

Jüpiter'in en büyük özelliği sadece Güneş Sistemi'nin en büyük gezegeni olması değil. Kendisi aynı zamanda var olduğumuz yıldız sisteminin bir nevi "admini", yani yöneticisi.

Neden derseniz, ilk olarak Haziran 2017'de yayımlanan bir araştırmaya değinmek faydalı olur. Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve Münster Üniversitesi tarafından yapılan araştırma, Jüpiter'in antik zamanlarda Güneş Sistemi'ni "ikiye böldüğünü" ortaya çıkardı. Ayrıca, gaz devinin yıldız sistemimizdeki en yaşlı gezegen olduğu anlaşıldı. Nasıl mı?

Gezegenlerin oluşumunda rol alan radyoaktif izotopların izleri incelendiğinde, Güneş Sistemi'nin iki farklı evrim basamağından geçtiğine işaret eden bulgular elde edildi. Güneş Sistemi'nin karbonsuz ve karbonlu materyalleri çektiği ilk 3 milyon yılı kapsayan bu süreçte, Jüpiter'in kütlesi Dünya'nın 20 katına erişmişti bile. Jüpiter o kadar hızlı büyüdü ki, 50 Dünya kütlesine eriştiğinde Güneş Sistemini iç ve dış kısım olarak ikiye böldü ve ortaya yerleşti.

Jüpiter'in anormal boyutu ve muntazam konumu hakkında yeni araştırma, gaz devinin aslında "göçebe olduğunu" ortaya çıkardı. Mevcut astronomik modellere göre, gaz devleri yıldız sistemlerinin uzak köşelerinde oluşuyor, daha sonra iç kısımlara hareket ediyorlar. Birçoğu, yıldızlarına çok yakın bir yörüngede yer alıyor. Jüpiter için durum biraz farklı: Güneş Sistemi'ndeki kendisi dışındaki tüm gezegenlerin toplamından iki kat daha büyük olan Jüpiter, Güneş'ten 778,5 milyon kilometre mesafede yer alıyor (Güneş-Dünya mesafesi yaklaşık 150 milyon kilometre. Bu da bir 'astronomik birim' yani 1 AU demek).

Jüpiter'in renkli bulut kuşaklarına ait bir manzara. [NASA Juno/JPL-Caltech]

İpucunu Truva verdi

Yeni simülasyonlar, Jüpiter'in mevcut konumundan dört kat daha uzak bir mesafede oluştuğunu gösterdi. Bir zamanlar Uranüs'ten biraz daha yakın mesafede dururken, yavaşça içeriye doğru süzüldü. 700,000 yıl süren yolculuğunun ardından, bugünkü konumune geldi.

Jüpiter'in göçüne ait geçmişi ortaya çıkaran, "Truva asteroidleri" oldu. Bu asteroidler Jüpiter'in yörüngesini paylaşan, bir kısmı onun önünde bir kısmı da uzaklarda seyreden göktaşlarını temsil ediyor. Dikkat çeken nokta, Jüpiter'in önünde yer alan grup, arkasından seyreden gruna oranla %50 daha fazla asteroide sahip.

Lund Üniversitesi tarafından hazırlanan simülasyonlar, Truva asteroidlerinin dağılımındaki tuhaflığın sebebini ortaya çıkardı. Jüpiter hayatına 4.5 milyar yıl önce Güneş'ten 18 AU mesafede bir gezegen çekirdeği olarak başladı. 2-3 milyon yıl içinde, içerilere doğru hareket etmeye başladı ve söz konusu mesafe 5.2 AU olarak yenilendi. Yolculuk ise 700,000 yıl sürdü.

Jüpiter yolculuğu esnasında giderek artan kütlesi ile doğru orantılı çekim kuvveti ile ortalığı da birbirine kattı. En başta bahsettiğimiz senaryoya uygun olarak gezegelerin yerini çekim kuvveti ile belirlemiş olması muhtemel. Aynı zamanda, Truva asteroidlerini de etrafına sardı.

Jüpiter ve Truva asteroidlerinin hareketi. [Astronomical Institute of CAS/Petr Scheirich]

2021'de yeni bir yolculuk başlayacak

Yeni simülasyonlar sayesinde Jüpiter'in nerede doğduğu sorusuna nihayet bir cevap alınmış gibi görünüyor. Gaz devlerinin neden yıldızlara yakın oluşamadığını da merak ediyorsanız ekleyelim: Yıldızın çok yüksek çekim kuvveti, müthiş sıcaklık yayan yıldız radyasyonu ve kozmik fırtınalar gaz devlerinin gezegen boyutuna indirgenmesine izin vermezdi. O yüzden uzaklarda oluşup, sonradan ortama dahil olmayı seçiyorlar.

Jüpiter'in Güneş'e yakınlaşıp daha sonra tekrar uzaklaştığını öne süren çalışmalar da oldu. Astronom Anders Johansen, Truva asteroidleri hakkında daha fazla bilgi ederek Jüpiter'in yolculuğu ve çekirdek oluşumuna ait soru işaretlerini de ortadan kaldırabileceğimize inanıyor.

NASA'nın "düşük bütçeli" görevleri kapsayan Discovery programı, 2020 ve sonrası için birçok öneriyi değerlendiriyor. Bir tanesi, 2021'de Truva asteroidlerine gönderilmesi planlanan "Lucy." Kabul edilirse, 2020'li yıllarda bizi bol Jüpiter'li günler bekliyor olacak.

Jüpiter'in üst atmosferine ait bir manzara. [NASA Juno/JPL-Caltech]