Yıldız her iki yanda ikişer kez karardı

18 Ekim 2022'de Chariklo uzak bir yıldızın önünden geçti ve JWST, yıldızın ışığındaki kısa düşüşleri saniyede 2,5 kilometrelik göreli hızla yakaladı. Ölçülen şey basit ve sağlam: halkaların ne kadar ışık kestiği. İç halka C1R için JWST öncesi örtülmelerin ortalama normal geçirimsizliği 0,303 ± 0,028; yalnız JWST ölçümleri 0,431 ± 0,012 veriyor. Aradaki fark 4,2 sigma; yani bir yıl önce gördüğümüzden yaklaşık yüzde 50 daha geçirimsiz bir halka. Dış halka C2R'de ters yönde bir şey var: eşdeğer genişliği 2017'ye göre yaklaşık yüzde 60 düşmüş, F322W2 filtresinde hiç saptanamamış, F150W2'de ancak 1 sigma düzeyinde. Bir halkanın kalınlaşması ile ötekinin solması aynı gecede, aynı aletle, aynı yıldızla ölçüldü.[1]

Ölçeği yerine koyalım. Chariklo'nun yarıçapı yaklaşık 125 kilometre; halkaları merkezden yaklaşık 390 ve 405 kilometre uzakta ve yalnızca birkaç kilometre genişliğinde. İki milyar kilometre öteden, birkaç kilometrelik bir şeridin ne kadar ışık geçirdiğini ölçüyoruz ve bunun için Chariklo'nun yörüngesini, Gaia'nın verdiği yıldız konumunu ve JWST'nin L2 çevresindeki kendi yolunu olağanüstü hassasiyetle bilmek gerekiyor. Bu, JWST için özel olarak planlanıp başarıyla gözlenen ilk yıldız örtülmesi. Yaklaşık 5 mikrometreye kadar uzanan yakın kızılötesi, yer tabanlı örtülmelerin hiç ulaşamadığı bir pencere. Değerli olan da tam bu: aynı halkalara ilk kez başka bir renkte bakıldı. Aynı nedenle yorum zorlaşıyor.[1]

Üç açıklama, bir dalga boyu

Yazarlar üç senaryo sıralıyor. Birincisi en sıradan olanı: halkalar azimutal olarak değişken ve JWST tesadüfen C1R'nin yoğun, C2R'nin seyrek bir bölümüne denk geldi. Basit bir azimutal yoğunluk modeliyle hem girişte hem çıkışta böyle bir çiftin rastgele örneklenme olasılığını çok düşük, C2R için yaklaşık 0,002'nin altında hesaplıyorlar. İkincisi gerçek bir madde değişimi: toplam malzeme ya da tanelerin etkin kesiti bir halkada artmış, ötekinde azalmış. Üçüncüsü, tanelerin dalga boyuna bağlı optik özellikleri: saçılma verimi uzun dalga boylarında düşen mikron altı taneler baskınsa, C2R kızılötesinde görünür ışıktakinden daha sönük görünür ve ortada hiç kaybolan madde olmayabilir. Senaryolar birbirini dışlamıyor; ilk sınamada sıradan olan elenmiş, ikinci ile üçüncü ayakta.[1]

Burada okumam şu: dalga boyu açıklaması C2R'nin solmasını tek başına taşıyabilir, C1R'nin kalınlaşmasını ise taşıması zor. Küçük tanelerin kızılötesinde daha az ışık kesmesi bir halkayı sönükleştirir; aynı etkinin öteki halkayı daha geçirimsiz göstermesi beklenmez. Öyleyse iç halkadaki 4,2 sigmalık artışın en yalın karşılığı, ekibin de öne sürdüğü gibi yenilenme ya da dinamik bir yeniden yapılanmadır. Bu bir çıkarım, ölçüm değil; iki halkanın farklı tane nüfuslarına sahip olması, yani C1R'de büyük tanelerin kızılötesinde daha çok ışık kesmesi, gözlenen zıt eğilimi madde değişimi olmadan da üretebilir. Eşdeğer genişliklerin 2013 ile 2017 arasında görece kararlı kalıp 2017 ile 2022 arasında hareket etmesi, birkaç yıllık bir zaman ölçeğine işaret ediyor; Chiron çevresinde görülen dönemsel etkinlik ve geçici bağlı yapılar, kısa ömürlü halkaların küçük cisimlerde bir sınıf oluşturabileceğini düşündürüyor.[1]

Kararı verecek gözlem

Yazarların kendi cümlesiyle, JWST dalga boylarından farklı olarak görünür ışıkta yapılacak tek bir yakın gelecek örtülme ölçümü C2R'nin solmasını ve C1R'nin güçlenmesini doğrulayabilir. Sınama net: görünür ışıkta da dış halka 2017'ye göre sönükse madde gerçekten gidiyordur; eski parlaklığındaysa sorun tanelerin rengindedir. Bir yıldızın, bir kayanın ve bir teleskobun hizalanmasını bekleyen bu ölçüm, Güneş Sistemi'nin en küçük halkalı cisminde halkaların yıllar içinde nasıl doğup söndüğüne dair ilk gerçek zaman serisini verir. 2013'te bu halkaların varlığından haberimiz yoktu; on yıl sonra birinin kaybolup kaybolmadığını soruyoruz. Halkalar ne kadar sürer?[1]