Süper Dünyalar, Dünya'dan Daha Büyük, Daha Yaygın ve Daha Yaşanabilir - Ve Gök Bilimciler Orada Olduğunu Düşündükleri Milyarlardan Daha Fazlasını Keşfediyorlar

Gök bilimciler artık güneş sisteminin dışındaki yıldızların yörüngesinde dönen gezegenleri rutin olarak keşfediyorlar - bunlara ötegezegen deniyor. Ancak 2022 yazında, NASA'nın Geçiş Halindeki Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) üzerinde çalışan ekipler, ana yıldızlarının yaşanabilir bölgelerinde yörüngede dönen özellikle ilginç birkaç gezegen buldu.

Bir gezegen Dünya'dan %30 daha büyüktür ve yıldızının yörüngesini üç günden daha kısa bir sürede tamamlar. Diğeri ise Dünya'dan %70 daha büyük ve derin bir okyanusa ev sahipliği yapabilir. Bu iki ötegezegen süper Dünyalardır - Dünya'dan daha büyük ama Uranüs ve Neptün gibi buz devlerinden daha küçük.

Galaktik çekirdekler, uzak galaksiler, astrobiyoloji ve ötegezegenler üzerine çalışan bir astronomi profesörüyüm. Yaşam barındırabilecek gezegen arayışlarını yakından takip ediyorum.

Dünya hala, bilim insanlarının yaşama ev sahipliği yaptığını bildikleri evrendeki tek yer. Yaşam arayışını Dünya klonlarına, yani Dünya'ya yakın özelliklere sahip gezegenlere odaklamak mantıklı görünüyor. Ancak araştırmalar, gök bilimcilerin başka bir gezegende yaşam bulma konusunda sahip oldukları en iyi şansın, yakın zamanda bulunanlara benzer bir süper Dünyada olma ihtimalinin yüksek olduğunu göstermiştir.

Süper Dünya, Dünya'dan daha büyük ve Neptün'den daha küçük olan herhangi bir kayalık gezegendir. 

 

Yaygın ve bulması kolay

Çoğu süper Dünya, kütlesi daha düşük olan ve Güneş'ten çok daha uzun yaşayan soğuk cüce yıldızların yörüngesinde döner. Güneş gibi her yıldız için yüzlerce soğuk cüce yıldız vardır ve bilim insanları, inceledikleri soğuk cücelerin %40'ının yörüngesinde süper Dünyalar bulmuşlardır. Bu sayıyı kullanarak, gök bilimciler, yalnızca Samanyolu'nda sıvı suyun bulunabileceği yaşanabilir bölgelerde on milyarlarca süper Dünya olduğunu tahmin ediyorlar. Dünya üzerindeki tüm yaşam su kullandığından, suyun yaşanabilirlik için kritik olduğu düşünülmektedir.

Mevcut tahminlere göre, tüm ötegezegenlerin yaklaşık üçte biri süper Dünyadır ve bu onları Samanyolu'ndaki en yaygın ötegezegen türü yapar. En yakını Dünya'dan sadece altı ışık yılı uzaklıktadır. Hatta Dünya ile Neptün arasında bir kütleye sahip bir gezegene sahip olmadığı için güneş sistemimizin olağandışı olduğunu bile söyleyebilirsiniz.

Çoğu ötegezegen, ana yıldızlarından gelen ışığı nasıl kararttıklarına bakılarak keşfedilir, böylece daha büyük gezegenleri bulmak daha kolay olur.

 

Süper Dünyaların yaşam arayışında ideal hedefler olmasının bir başka nedeni de, tespit edilmesinin ve üzerinde çalışılmasının Dünya boyutundaki gezegenlere göre çok daha kolay olmasıdır. Gök bilimcilerin ötegezegenleri tespit etmek için kullandıkları iki yöntem vardır. Biri, bir gezegenin ana yıldızı üzerindeki kütleçekim etkisine, diğeri ise, gezegen önünden geçerken bir yıldızın ışığının kısa süreliğine kararmasına bakar. Bu tespit yöntemlerinin her ikisi de daha büyük bir gezegenle daha kolaydır.

 

Süper Dünyalar süper yaşanabilirdir

300 yılı aşkın bir süre önce, Alman filozof Gottfried Wilhelm Leibniz, Dünya'nın "mümkün dünyaların en iyisi" olduğunu savundu. Leibniz'in argümanı, kötülüğün neden var olduğu sorusunu ele almayı amaçlıyordu, ancak modern astrobiyologlar, bir gezegeni yaşama uygun kılanın ne olduğunu sorarak benzer bir soruyu araştırdılar. Görünen o ki, Dünya tüm olası dünyaların en iyisi değil.

Dünya'nın tektonik aktivitesi ve Güneş'in parlaklığındaki değişiklikler nedeniyle, iklim zaman içinde okyanusların kaynadığı sıcaktan gezegen çapında derin dondurucu soğuğa döndü. Dünya, 4,5 milyar yıllık tarihinin büyük bir bölümünde, insanlar ve diğer büyük canlılar için yaşama elverişsiz bir yer olmuştur. Simülasyonlar, Dünya'nın uzun vadeli yaşanabilirliğinin kaçınılmaz olmadığını, ancak bir şans meselesi olduğunu ileri sürüyor. İnsanlar kelimenin tam anlamıyla hayatta oldukları için şanslılar.

Araştırmacılar, bir gezegeni yaşama çok elverişli kılan özelliklerin bir listesini çıkardılar. Daha büyük gezegenlerin jeolojik olarak aktif olma olasılığı daha yüksektir, bu da bilim insanlarının biyolojik evrimi destekleyeceğini düşündüğü bir özellik. Yani en yaşanabilir gezegen, kabaca Dünya'nın iki katı kütleye sahip ve hacimce %20 ile %30 arasında daha büyük olacaktır. Ayrıca, ışığın deniz tabanına kadar yaşamı teşvik etmesi için yeterince sığ okyanuslara ve ortalama 25 santigrat derece sıcaklığa sahip olmalıdır. Yalıtkan bir örtü görevi görecek, Dünya'nınkinden daha kalın bir atmosferi olmalıdır. Son olarak, böyle bir gezegen, yaşamın gelişmesine daha uzun zaman tanımak için Güneş'ten daha yaşlı bir yıldızın yörüngesinde dönmeli ve kozmik radyasyona karşı koruyan güçlü bir manyetik alana sahip olmalıdır. Bilim insanları, bu özelliklerin bir araya gelmesinin bir gezegeni süper yaşanabilir hale getireceğini düşünüyor.

Tanım olarak, süper Dünyalar, süper yaşanabilir bir gezegenin birçok özelliğine sahiptir. Gök bilimciler bugüne kadar, eğer olası dünyaların en iyisi değillerse, teorik olarak Dünya'dan daha yaşanabilir olan iki düzine süper Dünya ötegezegen keşfettiler.

Son zamanlarda, yaşanabilir gezegenlerin listesine heyecan verici bir ekleme yapıldı. Gök bilimciler, yıldız sistemlerinden fırlatılan ötegezegenleri keşfetmeye başladılar ve Samanyolu'nda dolaşan milyarlarcası olabilir. Bir süper Dünya, yıldız sisteminden fırlatılırsa ve yoğun bir atmosfere ve sulu bir yüzeye sahipse, on milyarlarca yıl boyunca yaşamı sürdürebilir; bu, Güneş ölmeden önce Dünya'daki yaşamın devam edebileceğinden çok daha uzun bir süre.

Yeni keşfedilen süper Dünyalardan biri olan TOI-1452b, derin bir okyanusla kaplı olabilir ve yaşama elverişli olabilir.

 

Süper Dünyalarda yaşamı tespit etmek

Gök bilimciler, uzak ötegezegenlerdeki yaşamı tespit etmek için biyolojik imzaları, bir gezegenin atmosferinde tespit edilebilen biyolojik yan ürünler,  arayacaklar.

NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu, gök bilimciler ötegezegenleri keşfetmeden önce tasarlanmıştı, bu nedenle teleskop ötegezegen araştırmaları için optimize edilmedi. Ancak bu bilimin bir kısmını gerçekleştirebilir ve operasyonlarının ilk yılında olası yaşanabilir iki süper Dünya'yı hedeflemesi planlanmıştır. Son birkaç yılda keşfedilen devasa okyanuslara sahip başka bir süper Dünya grubu ve bu yaz keşfedilen gezegenler de James Webb için ilgi çekici hedefler.

Ancak ötegezegen atmosferlerinde yaşam belirtileri bulmak için en iyi şans, gelecek nesil dev, yer tabanlı teleskoplarla gelecek: 39 metrelik Çok Büyük Teleskop, Otuz Metre Teleskobu ve 25.4 metrelik Dev Macellan Teleskobu. Bu teleskopların tamamı yapım aşamasında ve on yılın sonunda veri toplamaya başlayacak.

Gök bilimciler, yaşamın bileşenlerinin orada olduğunu biliyorlar, ancak yaşanabilirlik, yaşam olduğu anlamına gelmez. Araştırmacılar başka bir yerde yaşamın kanıtını bulana kadar, Dünya'daki yaşamın benzersiz bir kaza olması mümkündür. Yaşanabilir bir dünyada yaşam belirtileri olmamasının birçok nedeni olsa da, önümüzdeki yıllarda gök bilimciler bu süper yaşanabilir süper Dünyalara bakar ve hiçbir şey bulamazlarsa, insanlık evrenin yalnız bir yer olduğu sonucuna varmak zorunda kalabilir.

Chris Impey, Seçkin Astronomi Profesörü, Arizona Üniversitesi

Bu makale The Conversation'da yayınlanmıştır.