Bu yaz, güneşimiz dışında yıldızların etrafında dönen gezegenleri inceleyen exoplanet bilimi, tarihinin en önemli adımlarından birini attı. Cetus takımyıldızı alanında, Cassiopeia takımyıldızının hemen yanında konumlanan LHS 1140b adlı exoplanetin atmosferinden sızıntı halinde helium gazı yaydığı tespit edildi. James Webb Uzay Teleskobu ile gerçekleştirilen gözlemler, bu gezegeni bilimsel dergilerin sayfalarından ana akım medyanın manşetlerine taşıdı. Uzmanlar, helium bulgusunun gezegenin potansiyel olarak hayat barındırma özelliği taşıyan ikinci tip bir atmosfer taşıyabileceğine işaret etmesi nedeniyle bu gelişmeyi büyük önemsiyor.
LHS 1140b, Yunan mitolojisinde balık benzeri bir deniz canavarını andıran isim taşıyan Cetus takımyıldızı içinde, çıplak gözle kolayca tanımlanabilen “W” şeklindeki Cassiopeia takımyıldızının yanında yer alıyor. Ancak dikkatle bakmak gerekiyor; gezegen, çıplak gözle görülebilecek en sönük yıldızdan yaklaşık 10.000 kez daha sönük. Bu exoplaneti özel kılan şey, yıldızının “yaşanabilir bölge” olarak adlandırılan bölgesinde yer alması ve kayalık bir dünya olma ihtimali. Bu durum, yüzeyinde sıvı su barındırabilecek bir sıcaklığa sahip olabileceği anlamına geliyor ve çok küçük bir ihtimalle hayatın var olmasına olanak tanıyabilir.
Helium Varlığı Ne Anlama Geliyor?
Önceki gözlemler, LHS 1140b’nin hidrojen açısından zengin bir atmosferi olmadığını ortaya koydu. Bu tür “birincil” atmosferler, genç gezegenlerle birlikte oluştuğu düşünüldüğü için kısa sürede uzaya karışır. Astronomlar, kayalık gezegenlerin tümünün birincil bir atmosfer taşıyabileceğini, ancak bunu oluşumlarından kısa bir süre sonra kaybettiklerini düşünüyor. Bu, gezegenlerin hikayesinde kısa ve geçici bir aşama.
Buna karşılık, bildirilen helium gözlemi, daha kararlı ve uzun ömürlü olduğu düşünülen “ikincil” bir atmosfer işareti olabilir. İkincil atmosferler gezegenlerin etrafında kalıcı olarak varlığını sürdürür ve astronomların çalışmalarına olanak tanır. Dünya gezegenimizdeki ikincil atmosfer milyarlarca yıldır bizimle birlikte ve kimyasal dengesi jeoloji, kimya ve nihayetinde hayatın birleşik etkilerini yansıtıyor.
Super-Yer veya Mini-Neptün?
LHS 1140b, Güneşimiz’in kütlesinin yaklaşık beşte biri kadar ancak 300 kez daha sönük bir kırmızı cüce yıldızın etrafında dönüyor. Ancak Dünya’dan gözlemlendiğinde yıldız, her 24,7 günde bir düzenli bir karanlığa uğruyor. Parlaklık düşüşünün büyüklüğünden hareketle, gezegeni 2017’de keşfeden ekip, gezegenin Dünyadan 1,7 kez daha büyük olduğunu tahmin etti. Takip eden gözlemler, gezegenin Dünyadan beşten biraz daha büyük olduğunu gösterdi.
Bu “super-Yerler” şu anda tespit edebildiğimiz en kütlesiz gezegenler arasında yer alıyor ve güneş sistemimiz dışında hayat tespitinde en iyi adayları temsil ediyor. Ancak böyle dünyaları doğru şekilde etiketmek astronomlar için bir sorun oluşturuyor. Kendi güneş sistemimizde Dünyadan sonra gelen en büyük gezegen, Dünyanın 14 katı kütleye sahip Uranus. Onu da 17 Dünya kütlesiyle Neptün takip ediyor.
Bu nedenle LHS 1140b bir super-Yer mi yoksa mini-Neptün mü? Aslında çok az şey biliyoruz, çünkü böyle dünyalardan evimizin yakınında örneklerimiz yok. Gezegen fiziğine dair bilgi boşluğumuz, bu alt-Neptün dünyalarının en yaygın gezegen türü olması nedeniyle acil bir önem taşıyor.
Yıldızının yaşanabilir bölgesinde, sönük ve bir kırmızı cüce yıldızda bile tespit edilebilir bir atmosferi olan kayalık, Dünya benzeri bir exoplanet, potansiyel olarak hayat barındırma olasılığı nedeniyle büyük bir bilimsel keşif olurdu. Ancak tüm ileri teknoloji bilimlerinde olduğu gibi, işin aslı detaylarda gizli.
LHS 1140b Yabancılara Ait Hayata Ev Sahipliği Yapabilir mi?
Exoplanet atmosferlerini çalışmak, modern astronominin en heyecan verici alanlarından biri. 150 yıl önce yıldızların dış gaz kabukları olan yıldız atmosferleri incelenerek bugün astrophysics olarak adlandırdığımız bilimin temelleri atıldı. Benzer bir şekilde, gezegenlerinin atmosferlerini incelemek, “Bu dünyalarda yabancı hayat var mı?” sorusuna bir cevap verebilir.
Bahsettiğimiz gibi, LHS 1140b yıldızının yaşanabilir bölgesinde yer alması ve yüzey sıcaklığının 0 ile 100 derece arasında, yüzeyinde sıvı su ve olası hayat varlığına olanak tanıyabilecek şekilde olması nedeniyle özel ilgi görüyor. Ancak bu tür ifadelerle dikkat edilmesi gerekiyor. Eğer LHS 1140b üzerine düşen tüm yıldız radyasyonunu soğurursa, -30 derecede bir denge sıcaklığına ulaşır; soğuk görünse de, kalın bir atmosferin sera etkisiyle gezegeni daha ılımlı sıcaklıklara ısınabilir.
Buna rağmen gezegen için daha gerçekçi bir matematiksel yaklaşım denenirse, LHS 1140b’nin -90 derecede, günümüz Marsıyla karşılaştırılabilecek kadar soğuk olması muhtemel.
Zayıf ve Karmaşık Bir Bulgu
Bu, astronomların uzaktaki bir Dünya benzeri gezegenin etrafında atmosferin bir ipucunu bile yakaladıkları ikinci durum. İlk kez bu, Gliese 1214b exoplaneti etrafında gerçekleşmişti.
Tıpkı iddia edilen atmosferin kendisi gibi, bulgu da zayıf ve karmaşık. Çalışma kapsamında gezegenin ikinci gözlemi helium varlığını göstermedi. Bunun nedeni konusunda ise emin değiliz. Buna ek olarak, LHS 1140b’nin yüzey koşullarının hesaplamalarını destekleyen sayılar, önemli ve test edilmemiş varsayımları içeriyor.
Ancak bu, potansiyel olarak yaşanabilir dünyaların atmosfer spektroskopisine doğru atılan, ne kadar yavaş olursa olsun ilerleyen bir adım. Ve şunu unutmamak gerekiyor: Bu tek ileri adım, sorumlu bilim ekibinin yıllarca süren özverili çabanın bir sonucu. Bu yüzden onlar tanınma, saygı ve gelecekteki finansmana layık.
Doğa Bize Kuralları Öğretecek
Bu tür dünyalarda atmosferlerindeki eser gazlarından yola çıkarak hayatı tespit etme gibi daha yüce hedef ne olacak? Hangi potansiyel biyojenik moleküller hayatın kanıtı sayılacak o meşhur “silah sesi”ni sunacak? Belki de cevap, oksijen ve metan molekülleriyle zenginleştirilen kendi atmosferimizde yatıyor.
Kişisel yanıtım, ve keşif için sabırsızlananlar için belki de can sıkıcı bir yanıt, muhtemelen binlerce exoplanet atmosferini gözlemleyene kadar çok daha net bir resme sahip olacağımız. Gezegen atmosferlerinin nasıl çalıştığını bize öğretecek doğaya şans tanımalı ve bu çalışmalar ancak yeni yeni başlıyor.
Bin gezegenlik bir yolculuğun tek bir adıyla başladığı söylenebilir; LHS 1140b’nin bu yakın gözlemlerle ikinci adımımızı attık.
