Neptün’ün çok ötesinde küçük, buzlu bir dünya, Satürn’ün etrafındakiler gibi bir halkaya sahiptir. Şaşırtıcı bir şekilde, halka, basit yerçekimi hesaplamalarının olmaması gerektiğini gösterdiği bir mesafede.
Brezilya’daki Rio de Janeiro Federal Üniversitesi’nde profesör olan Bruno Morgado, “Bu çok garip” dedi. Dr. Morgado, Çarşamba günü Nature dergisinde yayınlanan ve yaklaşık 700 mil çapındaki ve yaklaşık dört milyar mil uzaklıkta güneşin yörüngesinde dönen bir gezegen gövdesi olan Quaoar’ı çevreleyen halkayı anlatan bir makalenin baş yazarıdır.
Quaoar (Los Angeles çevresinde yaşayan Yerli Tongva halkının yaratıcı tanrısının adı olan KWA-wahr olarak telaffuz edilir), Pluto’nun çapının yarısından biraz daha az ve Dünya’nın ayının çapının yaklaşık üçte biri kadardır. Yerçekimi tarafından yuvarlak bir şekle çekilen bir cüce gezegen olarak nitelendirilebilecek kadar büyük olması muhtemeldir. Ama bunu mühlet için kimse söyleyemez, çünkü en güçlü teleskoplarla çekilen görüntüler bile Quaoar’ı belirsiz bir leke olarak ortaya çıkarmıştır. Damlanın ayrıca bir ayı vardır, Weywot (Tongva inancına göre Quaoar’ın oğlu).
Quaoar, Neptün’ün ötesinde Pluto’yu da içeren donmuş bir enkaz bölgesi olan Kuiper kuşağında güneşin yörüngesinde döner.
Halka teleskop görüntülerinde görünmüyor. Aksine, gökbilimciler bunu dolaylı olarak, uzaktaki yıldızlar Quaoar’ın arkasından geçerek yıldız ışığını engellediğinde buldular. 2018’den 2021’e kadar Quaoar dört yıldızın önünden geçti ve Dünya’daki gökbilimciler yıldız örtülmeleri olarak da bilinen tutulmaların gölgesini gözlemleyebildiler.
Bununla birlikte, yıldızın yanıp sönmesinden önce ve sonra yıldız ışığının bir miktar azaldığını da gözlemlediler. Uluslararası bir gökbilimciler ekibi Çarşamba günkü Nature gazetesinde bunun ışığın bir kısmını gizleyen bir halkaya işaret ettiği sonucuna vardı. (Nature gazetesinde bildirilmeyen, 2022’de başka bir yıldız tıkanması meydana geldi. Dr. Morgado, “Yüzüğü yeniden gördük,” dedi.)
Yüzük düzensiz görünüyor. Bazı yerlerde çok ince görünüyor, birkaç mil genişliğinde, diğer kısımlarda ise birkaç yüz mil genişliğinde olabilir. Dr. Morgado, halka parçacıkları toplanırsa yaklaşık üç mil genişliğinde bir ay oluşturacağını söyledi.
Massachusetts’teki Wellesley College’da onlarca yıldır gezegen halkaları üzerine çalışan fahri astrofizik profesörü Richard G. French, “Yaptıkları analizin eksiksizliğinden etkilendim,” dedi. Araştırmaya katılmadı.
Gökbilimciler uzun bir süre asteroitlerin ve diğer küçük cisimlerin aylar ve halkalar gibi yoldaşları olamayacak kadar küçük olduğunu düşündüler. Ancak son birkaç on yılda, birçok asteroit ve Kuiper kuşağı nesnesinin etrafında uydular keşfettiler. Daha sonra daha küçük nesnelerin etrafında halkalar – esasen birleşmeyen aylar – gördüler.
2013 yılında gökbilimciler, Satürn ve Uranüs arasında güneşin yörüngesinde dönen bir centaur olarak bilinen Chariklo’nun etrafında birkaç halka keşfettiler. 2017’de, başka bir Kuiper kuşağı nesnesi olan Haumea’nın çevresinde, yine bir yıldız örtülmesi sırasında karartma nedeniyle bir halka keşfedildi. Ancak bu yüzükler kendi dünyalarına oldukça yakın.
1848’de Fransız astronom Édouard Roche, bugün Roche limiti olarak bilinen değeri hesapladı. Bu mesafeden daha yakın yörüngede dönen malzeme, ana gövde tarafından uygulanan gelgit kuvvetleri tarafından ayrılma eğiliminde olacaktır. Bu nedenle, Roche sınırı içindeki bir halka bir halka olarak kalma eğilimindeyken, Roche sınırı dışındaki bir enkaz halkası genellikle birleşerek bir aya dönüşecektir.
Güneş sisteminin dev gezegenlerinin (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) etrafındaki halkalar genellikle Roche sınırının kısıtlamalarına uyar. Uzaktaki küçük dünyalar arasında, Chariklo’nun halkaları aslında Roche sınırının biraz ötesindedir. Haumea’nın etrafındaki halka limit dahilinde.
Sonra Quaoar yüzüğü var.
2.500 millik bir mesafede, bilim adamlarının 1.100 mil olarak hesapladığı Roche sınırının çok ötesinde. Dr. Morgado, bu mesafede, Roche’un hesaplamalarının altında yatan fiziğe göre, parçacıkların 10 ila 20 yıl içinde bir aya dönüşmesi gerektiğini söyledi.
“Gerçekten orada olmamalıydı,” dedi. “Bu sınıra tekrar bakmalı ve uyduların nasıl oluştuğunu daha iyi anlamalıyız.”
Quaoar’ın uzak yüzüğü için olası bir açıklama, Weywot’un varlığıdır. Ay, halka parçacıklarının başka bir aya birikmesini engelleyen yerçekimi rahatsızlıkları yaratmış olabilir. Dış güneş sistemindeki ultra soğuk sıcaklıklarda, buzlu parçacıklar da daha zıplar ve çarpıştıklarında birbirine yapışma olasılıkları daha düşüktür.
2002’de Quaoar’ı keşfedenlerden biri olan California Teknoloji Enstitüsü’nden astronom Michael E. Brown, yüzüğün keşfinin kendisini şaşırttığını söyledi.
“Veriler bu kadar inandırıcı olmasaydı, gerçek olmadıkları konusunda ısrar ederdim,” dedi.
Dr. French, keşfin halkalar hakkında öğrenilecek ne kadar çok şey olduğunu gösterdiğini ve dış güneş sistemindeki küçük cisimlerin etrafında daha pek çok şeyin keşfedilme olasılığının yüksek olduğunu söyledi.
Dr. French, “Üç tanesinin etrafında halkalar bulmuş olmamız, bazı şeylerin etrafındaki halkaların gerçekten oldukça yaygın olduğu anlamına geliyor,” dedi.
Milyarlarca kilometre ötedeki küçük güneş sistemi gövdelerinin etrafındaki halkalar ezoterik görünebilir, ancak parçacıkların kümelenmesi – veya kümelenmemesi – güneş sisteminin başlangıcını anlamanın anahtarıdır.
Dr. French, “Uzak güneş sistemindeki küçük bir nesnenin etrafındaki küçük bir halkanın geniş bir uygulanabilirliğe sahip olmadığını düşünebilirsiniz” dedi. “Fakat aslında bu süreç, parçacıkların nasıl biriktiği, gerçekten de gezegen oluşumunun başlangıç adımı.”