Güneş Benzeri Yıldızların Yarısı Kayalık ve Potansiyel Olarak Yaşanabilir Gezegenlere Ev Sahipliği Yapıyor Olabilir!

Yazar: Frank Tavares

Çeviren: Gülsen Gürsoy

Düzenleyen: Çağla Ayaz

Özet: Bu araştırma, öte gezegenlerin[1] yaşamı destekleyecek unsurlara sahip olma potansiyelini anlamamıza yardımcı oluyor. Aynı zamanda bu çalışma astrobiyolojinin, yaşamın kökeninin, evrenimizdeki geleceğin araştırılmasının önemli bir parçasıdır.

Gök bilimciler Güneş sistemimizin ötesinde “Güneş dışı gezegen” de denilen öte gezegenlerin (https://exoplanets.nasa.gov/) varlığını doğruladıktan sonra insanlık bu gezegenlerde yaşam olup olmayacağını merak etmeye başladı. Şimdiyse bu sorunun yanıtını bulmaya bir adım daha yaklaştık. NASA’nın gezegen avlama görevinden emekli Kepler Uzay Teleskobundan alınan verilerin kullanıldığı yeni bir araştırmaya göre Güneş’e benzer sıcaklıktaki yıldızların yarısının, yüzeyinde sıvı hâldeki suyu destekleyen kayalık bir gezegeni olabilir.

Gök adamız, The Astronomical Journal’da yayımlanan çalışmanın sonuçlarının tutarlı bir yorumuna göre bile, potansiyel olarak yaşanabilir “dünyalardan” en az 300 milyonunu barındırıyor. Bu öte gezegenlerden bazıları yıldızlararası komşularımız bile olabilir. En az dördü Güneş’ten 30 ışık yılı (2.838×10¹⁴ km) içeride ve en yakını da bize yaklaşık 20 ışık yılı (1.892×10¹⁴ km) uzaklıkta olabilir. Bunlar, Güneş benzeri yıldızların %7’sinin bu tür dünyalara ev sahipliği yaptığına dair en ölçülü tahminlere dayanan gezegen sayılarıdır. Bu ortalamanın %50 olması bekleniyor.

Bu çalışma, dünyanın dört bir yanından ortak çalışanlarla birlikte Kepler görevinde çalışmış NASA bilim insanları tarafından yazılmıştır. NASA, Kepler Uzay Teleskobunun yakıtı bittikten sonra teleskobu 2018’de emekliye ayırdı. Teleskobun 9 yıllık gözlemleri gök adamızda yıldızlardan daha çok gezegen olduğunu ortaya çıkardı.

NASA’nın Kaliforniya Silikon Vadisindeki Ames Araştırma Merkezinde araştırmacı olan başyazar Steve Bryson ‘’Kepler bize milyarlarca gezegen olduğunu söylemişti. Şimdiyse bu gezegenlerin büyük bir kısmının kayalık ve yaşanabilir olabileceğini biliyoruz.’’ dedi. ‘‘Bu sonuç nihai bir değer olmaktan uzak olsa da ve bir gezegenin yüzeyindeki su, yaşamı destekleyen birçok etmenden yalnızca biri olsa da bu dünyaların bu kadar yüksek bir hassasiyetle yaygın olduğunu hesaplamamız son derece heyecan verici.’’

Araştırma ekibi bu oluşum oranını hesaplamak için Dünya’nın yarıçapının 0,5 ila 1,5 katı yarıçaplı öte gezegenleri inceledi ve bunları büyük olasılıkla kayalık olan gezegenlere kadar daralttı. Ayrıca yaş ve sıcaklık olarak Güneş benzeri yıldızlara, yani sıcaklığı ±815,55°C (1500°F) değerine kadar olan yıldızlara odaklandılar.

Bu çok çeşitli yıldızların her birinin yörüngesindeki kayalık gezegenlerin sıvı hâldeki suyu destekleyip desteklemeyeceğini etkileyen kendilerine özgü özellikleri vardır. Bu çeşitlilik, özellikle en güçlü teleskoplarımız bile küçük gezegenleri zor algılayabildiği için kaç tane yaşanabilir gezegen olduğunu hesaplamanın zorlaşmasına neden oluyor. Bu yüzden araştırma ekibi yeni bir yaklaşım belirledi.

Yaşanabilirliği Nasıl Belirleyeceğimizi Yeniden Düşünmek

Bu yeni yaklaşım Kepler’in gök adamızda kaç tane olası yaşanabilir gezegenin var olduğunu anlama görevindeki önemli bir adımdır. Bu tür gezegenlerin oluşum hızı olarak da bilinen frekansa ilişkin önceki tahminler, yıldızın sıcaklığı ile yıldız tarafından yayılan ve gezegen tarafından soğurulan ışık türleri arasındaki ilişkiyi görmezden gelmiştir. Yeni analiz ise bu ilişkileri açıklıyor: belirli bir gezegenin sıvı suyu ve potansiyel yaşamı destekleyip desteklemeyeceğine dair daha eksiksiz bir anlayış sağlıyor. Bu yaklaşım, Kepler’in gezegen sinyallerinin son veri kümesi ile Avrupa Uzay Ajansının (ESA) Gaia görevinden her bir yıldız için elde ettiği kapsamlı verilerin birleştirilmesiyle oluşturuldu. NASA’nın Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezinde bilim insanı olan Ravi Kopparapu ‘‘Her zaman, yaşanabilirliği bir gezegenin yıldızından fiziksel uzaklığı ile tanımlamayı biliyorduk; bu da bizi birçok varsayım yapmaya itti.’’ dedi. ‘‘Gaia’nın yıldızlar hakkındaki verileri, bu gezegenlere ve yıldızlarına tamamen yeni bir açıdan bakmamızı sağladı.’’

Gaia; bir yıldızın akışına bağlı olarak bir gezegene ev sahipliği yapan yıldızdan çıkan enerji miktarı ve belirli alanda, belirli bir sürede yayılan toplam enerji miktarı hakkında bilgiler verdi. Bu bilgiler araştırmacıların, yıldızların ve Güneş sistemlerinin çeşitliliğini kabul edecek yaklaşımları oluşturmalarını sağladı.

Kopparapu “Her yıldız birbirine benzemez ve her gezegen de öyle.” dedi.

Kesin etkisi hâlâ araştırılıyor olsa da bir gezegenin atmosferi, o gezegenin yüzeyinde sıvı hâlde su bulunabilmesi için ne kadar ışığa ihtiyaç duyulduğunu belirler. Araştırmacıların atmosferin etkisinin gerçeğe yakın bir tahminini kullanarak biçtikleri değere göre Güneş benzeri yıldızların yaklaşık yarısı yüzeylerinde sıvı hâlde su barındırabilen kayalık gezegenlere sahip. Yaşanabilir bölgelerin tahmini en iyimser olasılıkla %75 civarındadır.

Kepler’in Eski Grafikleri ve Gelecek Araştırmaları

Bir oluşum oranını elde etmek için Kepler verilerinin analizi yapılmıştır ve bu da uzun bir çalışma geçmişine dayanır. Bu çalışma, kayalık ve potansiyel olarak yaşanabilir olan dünyaların ne kadar yaygın olduğunu bulabilmemiz için zemin hazırlıyor. Bu oranı gelecekteki araştırmalar ve kullanılacak teleskoplar iyileştirecek ve besleyecek.

British Columbia Üniversitesinde öte gezegen oluşum oranları üzerine doktorasını bitiren Michelle Kunimoto “Farklı gezegen türlerinin ne kadar yaygın olduğunu bilmek, yaklaşan öte gezegen bulma görevlerinin tasarlanması için son derece değerlidir.” dedi. Ayrıca Kunimoto yakın zamanda Cambridge’teki Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde Geçiş Halindeki Öte Gezegen Araştırma Uydusu (TESS[2]) ekibine katıldı.

Güneş sistemimiz dışındaki 2800’den fazla doğrulanmış gezegeni ortaya çıkardıktan sonra Kepler Uzay Teleskobu tarafından toplanan veriler evrendeki yerimiz hakkında önemli yeni keşifler yapılmasını sağlamaya devam ediyor. Kepler’in görüş alanı gökyüzünün yalnızca %0,25’ini kapsasa da bu verilerle Kepler, bilim insanlarının gök adanın geri kalanının nasıl olabileceğine dair tahmin yürütmesine imkân sağladı. Bu çalışma şimdilerde NASA’nın mevcut gezegen avcısı uydusu TESS ile devam ediyor.

Bryson “Bana göre bu sonuç Güneş sistemimizin ötesine küçük bir bakışla bile ne kadar çok keşif yapabileceğimizin bir örneğidir. Göreceğimiz şey, gök adamızın büyüleyici dünyalarla büyüleyici olduğu ve bazılarının bizimkinden çok da farklı olmadığı olacak.” dedi.

[1] Güneş sisteminin dışında ve başka bir yıldızın yörüngesinde bulunan gezegenlere verilen ad.

[2] Transiting Exoplanet Survey Satellite, https://exoplanets.nasa.gov/tess/