İlginizi Çekebilir
  1. Ana Sayfa
  2. Uzay
  3. Bir gezegeni ne yaşanılabilir kılar

Bir gezegeni ne yaşanılabilir kılar

100219_lg_habitiability_feat-1030x574

Bir gezegeni neyin yaşanılabilir kıldığı üzerine tartışma, yabancı yaşamı aramanın aldatıcılığını vurgulamaktadır.

Abone Ol

Çok az sayıda bilim sorusu “Evrende yalnız mıyız?” dan daha evrensel bir çekiciliğe sahiptir. Yabancı yaşam arayışı binlerce yıldır insanın hayal gücünü ele geçirmiştir. Gökbilimciler, güneş olmayan bir yıldızın yörüngesindeki ilk gezegenin keşfinden neredeyse 25 yıl sonra, gökbilimciler her zamankinden daha yakınlar.

Harvard Üniversitesi gökbilimci David Charbonneau, “Çoğu insan, herkes olmasa da, hayatlarının bir noktasında diğer gezegenlerde hayat olup olmadığını merak ediyor” diyor. “Aslında cevaplayabiliriz… ne tür bir teleskopla gidip inşa edeceğimizi biliyoruz”.

Bununla birlikte, bu çaba, yaşamı barındırması en muhtemel gezegenlerin nasıl tanımlanacağı konusunda uzun süredir devam eden bir tartışma sayesinde çok kolay olmayabilir. Tartışma, 11 Eylül’de, astronomların yakındaki exoplanet K2 18b  atmosferinde su buharı keşfettiklerini duyurduklarında kaynamış oldu .

Gezegenin çekiciliği, yıldızının “yaşanılabilir bölgesi” ndeki konumundan gelir – genellikle sıcaklıkların sıvı su için doğru olabileceği, yaşam için çok önemli olduğu düşünülen bölge olarak tanımlanır. Gökbilimciler, K2 18b’nin yağmur bulutlarına bile sahip olabileceğini bildirdi.

[mailpoet_form id=”1″]

Bu, şemsiyeni toplayıp gitmen gerektiği anlamına gelmez. Caltech ve NASA Exoplanet Bilim Enstitüsü’nden astrofizikçi Jessie Christiansen, “Sadece bir gezegenin yaşanabilir bölgede olması, yaşanabilir olduğu anlamına gelmiyor” diyor. “100 astronomu sorguladıysanız, 99 tanesi bu gezegenin yaşanabilir olmadığını söylerdi.”

Aslında, yörüngelerinin çoğunu yıldızlarının yaşanabilir bölgelerinde geçirdikleri bilinen 192 kadar ekzoplanetin, 24’ü dışındakilerin hepsi Jüpiter gibi muhtemelen kaçınılmaz gaz devleridir. Ve kayalık bir gezegen Mars gibi yaşanabilir bir bölgede otursa bile, bu orada hiçbir şeyin yaşayabileceğini garanti etmiyor. Bilim adamları Kızıl Gezegenin tartışmalı bir yaşam sürdürme şansına sahip olduğunu düşünüyorlar .

İnce seçimler

1 Ekim’den itibaren keşfedilen 4,118 ekzoplanın sadece 24’ü yaşanabilirlik kriterlerini karşılayabilir: Kayalık Dünya benzeri bir yüzey öneren bir kütle ve yarıçapa sahiptir ve çoğu zaman sıvı suyunu destekleyen yıldızlarından uzakta bir yörüngeye sahiptirler.

Potansiyel yaşanabilirliğe göre sıralanmış, bilinen ekzoplanetler
blank

Öyleyse, Dünya’da sıkışıp kalırken yaşanabilir bir gezegeni nasıl buluyorsunuz? Terimin tanımını yeniden düşünerek başlayın. Bazı gökbilimciler, yaşanabilirlik şansı olmayan gezegenlerin de dahil olabileceği gibi diğerlerini hariç tutabildikleri “yaşanabilir bölge” teriminin çok sakar olduğunu iddia ediyorlar. Çeşitli disiplinlerden gelen bilim adamları, mineral fiziği, kimya ve ekolojiden iç görülebilirlik kavramını geliştirmek için içgörü arayışı içindedirler.

Yaşam aramak üzere tasarlanan yeni uzay gözlemevleri gelecek yıl NASA tarafından onaylanabildi. Charbonneau, belki de sadece yükseltilmesi gereken yaşam alanını tanımlamak için kullanılan kelimeler değil, onu bulmak için kullanılan ekipmanların da olduğunu söylüyor. “Doğru teleskoplarımız yok.”

Sadece herhangi bir gezegen değil

1950’lerden itibaren, gökbilimciler diğer yaşanabilir dünyalar bulmaktan bahsettiklerinde, tamamen Dünya gibi gezegenlere odaklandılar. 1993 tarihli bir yazıda Icarus, Penn State Üniversitesi Yerbilimcilere James Kasting bugün kullanımda “yaşanabilir bölge” nin en popüler tanımı temellerini atmış: Bu sıcaklıklar çok sıcak veya sıvı su için çok soğuk değil olurdu “Goldilocks” bölge var . Ancak bu kriter yaşanabilir bir bölgedeki tüm gezegenlere uygulanmaz: Kasting’nin modeli yalnızca karbondioksit, su ve azottan oluşan, Dünya benzeri bir atmosfere sahip kayalık bir gezegen için işe yarar.

Japan Aerospace Exploration Agency’den astrofizikçi Elizabeth Tasker, “Her tür gezegen yaşanabilir bölgede yörüngeye dönebilir” ancak yalnızca bu tür Dünya gezegenlerinin yüzeylerinde sıvı su bulunması muhtemel. “Hepimiz bunu gizlice biliyoruz, çünkü hem ay hem de Mars, yaşanabilir bölgedeki yörüngede dönüyor, ancak ikisinin de göl kenarı çekilmiyor.”

1993’te, sıradan yıldızların etrafında bilinen birkaç exoplanet yoktu, ancak birkaç tanesi bir pulsar , hızlı dönen bir yıldız cesedi  yörüngesinde bulundu . Kasting, “Tamamen teorik olduğunu düşündüm” diyor.

İki yıl sonra, araştırmacılar, güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen bir gezegenin ilk keşfini yaptılar. Bu gezegen, 51 Pegasi b, sıcak bir Jüpiter idi ve yaşanabilir bölgede olması için yıldızına çok yakındı. Ancak, dış gezegen astronomisinin resmi doğumuna işaret ediyordu. Ve o zamandan bu yana, 4.000’den fazla başka ekzoplanet bulundu, binlerce aday daha doğrulanmayı bekliyor.

“İşler oradan başladı,” diyor Kasting. “Şimdi bu gözlemsel bir alan, teorik değil.”

Boyutlar ve yüzeyler

Bu iki temel özellik – kayalık bir yüzey ve doğru atmosferik karışım – yıldızın yaşanabilir bir bölgesinde yeni bir dünya bulma heyecanı içinde sık sık unutulur. Ancak bir gezegenin gerçek yaşanabilirliği için önemli olduklarını düşünmek için sebepler var.

Eğer bir gezegen çok gazlıysa, atmosferik basınçlar ve sıcaklıklar DNA gibi kompleks moleküller için çok yoğun olacak, diyor Cambridge’deki Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden Massos Kretaberg, kalın, hidrojen- Zengin atmosfer ve kayalık bir çekirdek, örneğin, sıcaklıklar 2500 ° C’den daha yüksek değerlere ulaşabilir.

Karmaşık kimya, “aritmetik şeytan” olarak adlandırılan bir fenomen tarafından engellenebilir. Dağınık ve yanıltıcı bir atmosferde, atomların birbirleriyle karşılaşması, yeni moleküller reaksiyona girmesi ve oluşması çok uzun sürebilir.

Kreidberg, “Her ikisi de – aritmetik iblis ve bir yüzeyin yokluğu – bir gezegende yaşamı başlatan kurucu parçaları oluşturmak için gerçekten kötü bir haber” dedi.

K2 18b ile ilgili problemin bir parçası: Kayalık bir yüzeye sahip olduğu belli değil. Bir exoplanet’in ne yapıldığını söylemenin tek yolu, yarıçapını ölçmek, yıldızın önünden ve kütlesinden yıldızın üstünden geçtiğinde engellediği yıldız ışığı miktarıyla ölçmektir. Birlikte, kütle ve yarıçap, bilim insanlarına gezegenin yoğunluğunu, yani kompozisyon için bir ipucu olduğunu söyler. Ancak gökbilimciler her ikisini de her zaman ölçemezler.

Gökbilimciler K2 18b ile şanslıydılar, Dünya’nın yaklaşık sekiz katı bir kütle ve Dünya’nın iki katından fazla bir yarıçap ölçtüler. Bu, dünyanın Mars’a benzer bir yoğunluğa sahip olduğu anlamına gelir. K2 18b’nin atmosferinde su bulan ekip gezegenin karasal ve kayalık olabileceğini düşünürken, diğer araştırmacılar o kadar emin değil.

Küçük gezegenler iki gruba ayrılma eğilimindedir: kayalık süper Topraklar ve küçük mini Neptunes. Dünya’nın yarıçapının 1.5 katından küçük gezegenler kayalık gibi gözükse de, Dünya’nın yarıçapının 1.5 katından küçük ve büyük olanları çoğunlukla mini Neptün gibi görünmektedir. K2 18b bundan çok daha büyük.

blank
Küçük dünyalar iki gruba bölünmüş gibi gözüküyor: kayalık süper Dünyalar ve küçük mini Neptünler. 
Gökbilimciler, kütlelerini ve boyutlarını ölçerek hangi dünyanın hangisi olduğunu tahmin edebilirler, ancak her ikisini de ölçemezler.W. STENZEL / NASA AMES

Columbus’taki Ohio State Üniversitesi’nden mineral fizikçi Wendy Panero “Kesinlikle kabarık” diyor. Bilim adamları, gezegenin çekirdeğindeki kayaların, gaz gezegeninin atmosferinde derinlerde bulunan yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda nasıl davranacaklarını bilmiyorlar. Erimiş lav veya atmosferin bittiği ve kayanın başladığı yerin açık olmadığı dağınık bir sınır olabilir. “Bu arayüzün nasıl olacağını maddi özellikleri hakkında yeterince bilmiyoruz” diyor.

Bir gezegenin yoğunluğunu bilmek, aynı zamanda Dünya benzeri bir yüzeye sahip olup olmadığını söylemek için yeterli değildir. Sonuçta Venüs, Dünya ile neredeyse aynı boyutta ve kütleye sahip ve güneş ışığına yaşanabilir bölgelere göre biraz daha yakın oturuyor. Ancak Venüs’ün atmosferik kimyası , kurşun erime sıcaklıklarında yüzeyini cızırtmaktadır .

California’daki Riverside Üniversitesi’ndeki gezegen astrofizikçi Stephen Kane, “Venüs, bize bu boyutun her şey olmadığını bir uyarıdır” diyor. “Bu gezegen bize gezegenlerin yaşanabilirliğinin karmaşık olduğunu bağırıyor.”

Bölgenin dışına bakmak

Yüksek basınç ve sıcaklık altında farklı minerallerin ne yaptığını test eden jeofizik laboratuarlarında yapılan deneyler, hangi dünyanın yaşanabilir olduğunu rafine etmeye yardımcı olabilir .

Mineral fiziği üzerine yapılan bu araştırmanın yanı sıra, farklı gezegen türlerinin nasıl oluştuğuna dair teoriler ile birlikte “Bu gezegenin Dünya’ya karşı Venüs olma ihtimalinin daha yüksek olduğunu söyleyebiliriz” diyor Tempe’deki Arizona Eyalet Üniversitesi’ndeki ekzotik jeolog Cayman Unterborn .

Ve bazı yaşanabilir dünyalar bile yaşanabilir bölgenin dışında olabilir. Satürn’ün ayı Titan, gölleri ve etan ve metan nehirleri ile, güneş sisteminin astrobiyoloji için en çekici yerlerinden biridir. Satürn ve Jüpiter’in diğer buzlu uyduları, koşulların bazen sıvı suya izin verdiği durumlarda donmuş kabuklarının altında biyosferleri barındırabilir.  Hiçbiri güneşin yaşanabilir bölgesinde değildir.

Raleigh’deki North Carolina State Üniversitesi’nden gezegen jeolog Paul Byrne, “Yaşam alanı, yaşamın olabileceği özel bir yer değil” diyor. “Bu nüanslar, yaşamı aramak için bir yer olarak kullanıldığında neredeyse hiç aktarılmıyor.”

Tam kararında

Kırmızı cüce yıldız K2 18’in gezegen sisteminin bu şemasında yeşil renkte gösterilen yaşanabilir bölge – sıcaklıkların sıvı su ve dolayısıyla yaşam için doğru olduğu düşünülen bir yıldızın etrafındaki bölgeyi belirtir. Ancak bölgedeki yörüngenin açılması, bir gezegenin yaşanabilir olduğu anlamına gelmez ve bölgenin dışındaki yörüngede olmak, hayatı dışlamaz.

Bir yıldızın yaşanabilir bölgesini haritalamak

blank
EXOPLANET KEŞİF PROGRAMI, JPL / NASA

Başka bir isimdeki bir bölge

Yaşanabilir bölgenin eksiklikleriyle sinirli olan gökbilimciler alternatif isimler önerdi: ılıman bölge, sıvı su bölgesi, avlanma bölgesi (çünkü gökbilimcilerin yaşam belirtilerini avladıkları yer) ve ekosfer. Kreidberg, son zamanlarda modası geçmeyen “Goldilocks bölgesini” daha az belirsiz bir seçenek olarak canlandırmayı öneriyor. Christiansen , “Dünya Yüzeyde Sıvı Suya Sahip Olabilir” (telaffuz edilen ekkulwots) için şaka olarak ECHaLWOTS Bölgesini önerdi .

Tasker, “Neden yakalayabilecek bir alternatif bulmakta zorlandığımızı anında görebilirsiniz” diyor. Bu terimler orijinalle aynı sorunlardan bazılarına sahip: Bölgedeki her gezegen değil, belirlenmiş, ancak ılıman veya ıslak olmayacak, diğer adaylar ise yeni tanımı yerine getiremedikleri için dışlanabildi.

Bu yüzden bazı astrobiyologlar daha fazla veri ve özellik göz önünde bulundurabilecek bir yaşam alanı endeksi gibi bir şey tasarlamaya çalışıyorlar. Yakın tarihli bir örnekte, Arecibo’daki Porto Riko Üniversitesi’nden astrobiyolog Abel Méndez ekolojiden ilham aldı.

Méndez, “Astrobiyologlar, yaşanabilirliği ölçmenin çok zor olduğunu düşünüyor” dedi. ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi , toprak ve su gelişmelerinin yakındaki bitkileri ve hayvanları nasıl etkileyebileceğini ölçmenin bir yolunu bulduğunda “Ekolojistler 70’lerde aynı problemi yaşadılar” . Ajansın Habitat Uygunluk Endeksi, ne kadar enerji bulunduğunu dikkate alarak, belirli bir ortamda ne kadar biyokütlenin sürdürülebilir olabileceğinin bir ölçüsünü sunar.

Méndez ve arkadaşları bu dizini değiştirdi ve 2018’de Teksas, The Woodlands’daki Ay ve Gezegen Bilimleri Konferansında sundu. Araştırmacıların denklemi, bir gezegenin yaşanabilirliğini değerlendirmede beş değişken içerir: bir gezegenin aldığı yıldız ışığı miktarı, gezegenin yarıçapı, yansıtıcılığı, okyanusla kaplı yüzeyin kesri ve atmosfer yoğunluğu.

Bu son üç değişkeni belirlemek mevcut teleskopların erişemeyeceği bir yerdedir. Méndez, ekibinin yaşam alanı endeksini “Bu çerçeve size tam olarak neyi ölçmeniz gerektiğini söylüyor” diyor. Ve gerekli teknolojinin 10 ila 20 yıl uzakta olabileceğini düşünüyor.

Diğer gökbilimciler, aktif bir jeolojik döngü, erimiş bir çekirdek, plaka tektoniği, atmosfere gaz yaymak için volkanlar ve yıldız patlamalarından korumak için manyetik bir alan dahil olmak üzere yaşanabilirliği etkileyebilecek diğer faktörler göz önüne alındığında böyle bir endeksin faydasını sorgularlar.

Bu faktörler aynı zamanda Dünya’dan da tespit edilemez. Bazıları asla olmayabilir.

Harvard gökbilimci Charbonneau, “Uzun bir liste yapabilirsin” diyor. “Teleskopumla tespit edemezsem, gelgitle ısıtılmış bir ayın içine tıkanmış mikropların olması önemli değil.”

Yaşanabilirliği unut, sadece yaşamı ara

Bir çift önerilen teleskop yakın zamanda doğrudan yaşam belirtileri için arama yapmak için ileriye doğru atlama kabiliyeti sağlayabilir.

Kane, “ Çantalarınızı toplayıp oraya gidebileceğinizi kesin olarak bilmek istiyorsanız, bir biyo-imzaya ihtiyacınız var” – yaşamın gezegenin atmosferinin kimyasını değiştirdiğinin bir işareti , diyor Kane. “Belirsiz biyolojik imzaları tespit edersek, bunun anlamı gezegenin yaşanabilir olması, çünkü orada bir şeyler yaşıyor.”

NASA, artık Dünya benzeri ekzoplanetlerin gökyüzünü tarayabilecek iki teleskop için planları değerlendiriyor. Habitable Exoplanet Gözlemevi veya HabEx , güneş benzeri yıldızların yörüngesinde dönen bir düzine Dünya benzeri ekzoplanetin fotoğrafını çekecektir. LUVOIR takma adı verilen Büyük UV / Optik / IR Sörveyörü aynısını yapar, ancak 100 gezegene kadar. Her iki teleskop da gezegenlerin atmosferlerindeki yaşamın kimyasal izlerini arayacaktı.

Christiansen, “Bir sonraki araç seti yapmak için tasarlandığı şey, bu gerçek Dünya benzeri gezegenlerin atmosferlerinde bulunanları ortaya çıkarmak” diyor.

Kasting, yine de yaşanabilir bir bölge kavramının HabEx ve LUVOIR gibi projeleri tasarlamak için yararlı olduğunu söylüyor. Bir yıldızdan belirli bir mesafeye odaklanmak, mühendislere teleskop yapmanın ne kadar büyük olduğunu söyler. Her iki teleskopun tasarımları , Greenbelt, Md. NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden gökbilimci Ravi Kopparapu’nun önderliğindeki bir çalışmada Kasting’nin önceki tanımının 2013 güncellemesini içeriyor .

Kasting, “Muhafazakâr oluyoruz ve tanıyabileceğimiz bir şey görmek için teleskoplar tasarlamaya çalışıyoruz” diyor. “Bizim gibi bir şey değilse, hayatı tanımak oldukça zor.”

Sonunda yaşam belirtileri bulunursa, “yaşanılabilir bölge” terimi üzerindeki argümanlar kaybolabilir. Gerçek uzaylıları incelemek bilim insanlarına konuşması gereken çok daha önemli bir şey verecek.

Yorum Yap