Evrenimizle ilgili kim bilir en şaşırtıcı olan, galaksimizdeki bir çok yıldızın Güneş’in kopyası değil de, “kırmızı cüce” olarak malum, Dünya’nın boyutunun yarısı kadar daha minik gaz ve plazma küreleri olması.
Gökbilimciler bir süredir yaşanabilir gezegenler aramak için bu yıldızlara gözlerini dikmiş durumdalar. En fazlaca sayıda bulunan yıldız tipi olmalarının haricinde, gözlemleme açısından yörüngelerindeki gezegenleri en kolay ve ergonomik gözlemlenebilen yıldızlar da bunlar. Şu anki atmosfer tespit yöntemlerimiz, yıldızına daha yakın yörüngeye haiz olan gezegenler üstünde fazlaca daha iyi çalışıyor. Bu yüzden kırmızı cüce yıldızların, Güneş’imiz benzer biçimde yıldızlara nazaran daha düşük sıcaklıkları, daha yakındaki gezegenlerin “pişmeden”, daha yaşanabilir sıcaklıklarda olmasını sağlıyor.
“Kırmızı cüce”lerin potansiyeline karşın kimse bu yıldızların gezegenlerinin atmosfere haiz olup olmadığını ya da var ise ne benzer biçimde kimyasal içerikte bulunduğunu bilmiyor.
Bilim adamları kısa sürede bu soruları cevaplamaya, NASA ile Avrupa ve Kanada uzay ajanslarının ortak projesi James Webb Uzay Teleskobu yardımıyla başlamış olacak. Yeni ve büyük çaplı bir programla beraber, teleskobun 500 saatlik gözlem süresi, minik kırmızı yıldızların yörüngesindeki kayalık gezegenleri gözlemlemeye, bilhassa de bu gezegenlerde atmosfer bulmaya ayrılacak.
Her ne kadar araştırma, Temmuz 2025’te başlamış olacak olan Webb’in dördüncü araştırma döngüsünü hedeflese de, programın uygulama ekibinin başındaki gökbilimci Néstor Espinoza’ya bakılırsa gözlemler fazlaca daha kısa sürede başlayabilir.
Mashable’a konuşan Espinoza şu şekilde diyor: “Bu yüksek riskli, yüksek ödüllü programlardan biri. Tüm hedefler için atmosfer tespit ettiğimizi düşünün. O süre şu soruya yanıt verirsiniz: ‘Evet, bu yıldızların çevresinde atmosferler fazlaca yaygın.’ Bu da bir ihtimal yaşamın ortaya çıkabileceği anlamına gelir. Öte taraftan, hiçbirinin atmosferi olmadığını öğrenirseniz, bu oldukça üzücü fakat bununla beraber oldukça garip olurdu. Bu da gezegen sistemimizin hakkaten fazlaca hususi olduğu anlamına gelir.“
Bir çok gökbilimci, yaşanabilir gezegen arayışında atmosfer tespit etmenin oldukça mühim olduğu mevzusunda aynı fikir. NASA Dünya’nın atmosferini “güvenlik battaniyesi” olarak vasıflandırıyor: Onsuz böylesine çeşitli yaşam oluşmazdı. Bu bir nevi “koza”, oksijeni içerde tutarken, Güneş’ten gelen zararı dokunan morötesi radyasyonu da filtreliyor ve gezegenimizi sıcak tutuyor. Dahası sıvı suyun yüzeyde birikmesine olanak tanıyan atmosferik basıncı da oluşturuyor.
Bilim adamları şimdiye kadar keşfedilen 5 bin 700 kadar dış gezegenin çoğunda atmosfer izine rastladı. Sadece bu gezegenlerin bir çok, Jüpiter benzeri gaz devi gezegenler ve atmosferleri çoğunlukla hidrojenden oluşuyor. Gökbilimciler hemen hemen koruyucu bir atmosfere haiz daha kayalık bir gezegen bulamadı. Gene de James Webb Uzay Teleskobu, 55 Cancri e, GJ 486 b ve LHS 1140 b benzer biçimde adaylar tanımlamayı başardı.
Webb ve Hubble benzer biçimde uzay teleskoplarının operasyonlarını Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden yöneten Jennifer Lotz, bulunmuş olduğu mevkiinin ona sağlamış olduğu bir avantaj olan hususi gözlem zamanında “kayalık gezegen araştırmasını” başlatmaya karar verdi. Direktöre tanınan bu hususi gözlem zamanı, daha ilkin Hubble’ın derin alan fotoğrafı benzer biçimde hususi projelerin gerçekleşmesini sağlamıştı. Webb’in çalışmalarına ek olarak bu yeni araştırma, Hubble teleskobuyla kırmızı cüce yıldızların aktivitelerini karakteriz etmek için meydana getirilen 250 yörünge süresince devam eden morötesi gözlemleri de kapsayacak.
Hubble, yıldıza oldukça yakın olan ve bundan dolayı radyasyonla devamlı bombalanan kayalık gezegenlerin, atmosfere haiz olup olamayacağını açığa çıkarmak için mühim bir rol oynayacak.
Espinoza bu mevzu hakkında şu şekilde diyor: “Her insana vermek için güzel bir bildiri. İnsanlar Webb’in Hubble’ın halefi bulunduğunu düşünüyor fakat bu doğru değil. Birbirlerini tamamlıyorlar. Bu işi yapmak için muhteşem bir rüya ekibi.”
“Bu işi yapmak için muhteşem bir rüya ekibi.”
İkincil tutulma tekniği
Webb çalışmaya başladığından bu yana araştırmacılar, dış gezegenleri araştırmak için geçiş spektroskopisi isminde olan bir teknik kullanıyor. Bu dünyalar ev sahibi yıldızlarının önünden geçerken, yıldız ışığı atmosferlerinden süzülüyor. Atmosferdeki moleküller belirli ışık dalga boylarını yada renkleri emer, bundan dolayı ışığı temel parçalarına ayırarak – bir gökkuşağı benzer biçimde – gökbilimciler bir atmosferin moleküler yapısını ayırt etmek için hangi ışık bölümlerinin noksan bulunduğunu tespit edebilirler.
Sadece bu yöntemin de dezavantajları var. Yıldız ışığı tamamen benzeşik olsaydı, bu önemsiz olurdu. Sadece M cüceleri olarak da malum kırmızı cüce yıldızlar, tıpkı Güneş benzer biçimde yıldız lekelerine haiz olabiliyor ve bu durum sinyallerde değişikliğe yol açabiliyor. Yıldız kirlenmesi olarak adlandırılan bu mesele, Webb bilim adamlarının son zamanlarda ikincil tutulma gözlemleri olarak malum başka bir tekniği benimsemelerine yol açtı.
İkincil tutulmalarda bu durum bir saklambaç oyununa benziyor. Bilim adamları, gezegen yıldızın yanındayken kırmızı cüce ve gezegenin sinyallerini ölçüyor. Peşinden, gezegenin yörüngesi gezegeni yıldızın arkasına götürdüğünde, bilim adamları yıldızın ışık sinyalini tek başına topluyor. Toplamdan yıldızı çıkararak, araştırmacılar yalnız gezegenden gelen ışığı izole edebilirler. Takımlar, olası bir atmosferik bileşen olduğu kabul edilen karbondioksiti tespit edebilen hususi bir dalga boyu filtresi kullanacak.
Bilim adamları ek olarak bir atmosferin mevcut olup olmadığını idrak etmek için termal ölçümler de meydana getirecek. Eğer ısı beklenenden düşükse, bu kalınca bir atmosferin enerjiyi gezegenin gündüz tarafınca -yıldıza bakan yarımküreden- gece tarafına dağıttığının kuvvetli bir göstergesi olarak nitelendiriliyor.
Webb’in Kayalık Dünyalar Araştırması
Bu yeni proje, bilim adamlarının 200 ila 450 Kelvin sıcaklıktaki gezegenlere odaklanmasını ve 10 ila 20 kayalık gezegeni araştırmasını mümkün kılacak. Karşılaştırmak için Dünya’nın 288 Kelvin ya da averajda 15 santigrat aşama bulunduğunu hatırlatalım. Bir çok hedef gezegen, Dünya’nın iki katından birazcık daha minik. Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, bu yeni proje için hedef listenin belirlenmesi için önerilere açık bulunduğunu da duyurdu.
Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda bir astrofizikçi olan Kevin Stevenson için bu listede, kendisinin de daha ilkin incelemiş olduğu GJ 486 b’nin ve atmosferinde hava bulunmuş olduğu kabul edilen en kuvvetli adaylardan LTT 1445 A b’nin bulunması icap ettiğini söylüyor. Kendisi Webb projesinin, insanların kayalık gezegenleri anlayışını on yıl kadar ileri götüreceğine inandığını da söylüyor: “Bu araştırma programı, ‘Yalnız mıyız?’ sorusunu yanıtlamaya yönelik bir sonraki büyük adım olacak. Atmosfer olmadan, en azından bizim bildiğimiz şekliyle, bir gezegende yaşamın iyi mi devam edebileceğini görmek zor.“
“Bu araştırma programı, ‘Yalnız mıyız?’ sorusunu yanıtlamaya yönelik bir sonraki büyük adım olacak.”
M cücesi yörüngesindeki gezegenlerin çoğunun atmosfere haiz olmadığı ortaya çıkarsa, gelecekteki kullanılacak bir teleskop olan Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi’nin Güneş Sistemi’nin ötesinde yaşam arayışında daha da mühim hale geleceği açık. Hubble benzeri teleskobun Güneş benzeri yıldızların yörüngesindeki karasal dünyalara odaklanması umut ediliyor.
Sadece Arizona Üniversitesi Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nda dış gezegen bilimcisi olan Sarah Moran, bu buluşun Webb ve öteki önde gelen gözlemevlerinin ileride iyi mi kullanılacağı üstünde büyük bir tesiri olabileceğini söylüyor: “Eğer program bir M cüce yıldızının etrafındaki bu kayalık dünyalardan birinin atmosfere haiz bulunduğunu kati olarak belirleyebilirse, bu yalnız JWST’nin bilimsel emek verme ömrünün geri kalanı için değil, bununla beraber kim bilir bir sonraki büyük gözlemevi için de sahneyi hazırlayabilir. Bununla beraber kim bilir bir sonraki büyük gözlemevinin ömrünü de belirleyebilir.“
Elisha Sauers’ın haberini Özgür Yıldız Türkçeleştirdi.