NASA‘nın bir uzay teleskobunu kullanan bilim insanları, heyecan verici bir dünya keşfettiler. Bu gezegen, Dünya boyutlarında, güneş sistemimize oldukça yakın ve bildiğimiz anlamda yaşam için uygun olabilir.
Gliese 12 b olarak adlandırılan bu dış gezegen, ya da “ötegezegen”, Balık takımyıldızında yer alan küçük ve soğuk bir kırmızı cüce yıldızın etrafında dönüyor. Dünya’dan sadece 40 ışık yılı uzaklıkta bulunan gezegen, NASA’nın Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ile keşfedildi ve Dünya’nın genişliğinin yaklaşık 1.1 katı büyüklüğünde. Bu, gezegeni hem Dünya’ya hem de sıklıkla Dünya’nın “ikizi” olarak adlandırılan Venüs’e benzer kılıyor.
Gliese 12 b, yıldızı Gliese 12’nin etrafında o kadar yakından dönüyor ki bir yılı sadece 12.8 Dünya günü sürüyor. Ancak, Gliese 12’nin güneşimizin sadece dörtte biri büyüklüğünde olması ve çok daha soğuk bir yıldız olması nedeniyle, gezegen, yıldızına Dünya’nın güneşe olan uzaklığının sadece %7’si kadar yakın olmasına rağmen, hala gezegen sisteminin yaşanabilir bölgesinde bulunuyor. Bu bölge, “Goldilocks Bölgesi” olarak da bilinir ve gezegenlerin sıvı su bulundurabilecek kadar ne çok sıcak ne de çok soğuk olduğu bir bölgedir. Ancak, Gliese 12 b’nin bir atmosferi olup olmadığını henüz kesin olarak söyleyemeyen araştırmacılar, gezegenin yaşanabilir olup olmadığından emin değiller, ancak temkinli bir iyimserlik içerisindeler.
Araştırmayı birlikte yöneten University College of London’dan Larissa Palethorpe ve University of Southern Queensland’den astrofizikçi Shishir Dholakia, “En ilginç olan şey, bu gezegenin gerçekten çok yakın olması; aslında, Dünya’ya en yakın geçen gezegenlerden biri.” diyor. “Bu gezegen ya yıldızının yaşanabilir bölgesinde ya da onun tam kenarında bulunuyor — yani yaşanabilir olabilir.”
Eğer Dünya ve Venüs’ün bir çocuğu olsaydı
Bilim insanları, Gliese 12 b’yi kırmızı cüce yıldızının yüzünü geçerken, yani “transit” ederken tespit ettiler. Bu geçişler, TESS’in tespit etmekte yetenekli olduğu küçük ışık düşüşlerine neden olur. Palethorpe, ekibin bu projeye başladığında gezegenin yörünge dönemi ya da boyutunun ne olacağını kesin olarak bilmediğini ekledi. “Onu Dünya’ya bu kadar benzer bir boyutta bulmak gerçekten güzel bir sürpriz oldu,” diye devam etti. “Bu, kesinlikle belirleyebileceğimiz hoş bir şeydi, ancak özellikle yaşanabilirlik açısından Dünya ve Venüs arasında yer alabileceğini bilmek gerçekten heyecan verici.”
Gliese 12 b, Venüs’ün güneşten aldığı radyasyonun yaklaşık %85’ini alıyor, ancak Venüs’ün yüzey sıcaklığı olan 464 derece Celsius’a (867 derece Fahrenheit) kıyasla çok daha serin bir yüzey sıcaklığı olan 42 derece Celsius (107 derece Fahrenheit) sahip olduğu düşünülüyor.
Dünya ve Venüs güneşin yaşanabilir bölgesinde bulunmalarına rağmen, biri yaşamı destekleyebilirken diğeri kurşunu eritebilecek kadar sıcak, yaşanmaz bir cehennemdir. Gliese 12 b’yi incelemek, bunun neden böyle olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir. Palethorpe, “Gliese 12 b, kendi güneş sistemimizin nasıl geliştiği hakkında bize çok şey öğretebilir,” diye ekledi.
Ekip şimdi Gliese’nin bir atmosferi olup olmadığını araştıracak — ancak ilk belirtiler, eğer varsa, bu atmosferin nispeten ince olacağı yönünde. Belki de şaşırtıcı bir şekilde, kalın bir atmosferin olmaması gezegenin yaşanabilirlik açısından iyi haber.
Palethorpe’ın UCL’deki meslektaşı Vincent Van Eylen, ‘Bazı gezegenlerin tüm gezegeni kaplayan çok kalın bir hidrojen atmosferi olduğunu biliyoruz. Bu çok kalın gaz tabakası aslında yaşanabilirlik açısından kötü haber. Genellikle bu gezegenler Dünya’nın iki ya da üç katı büyüklüğündedir. Gliese 12 b, Dünya’nın gerçek boyutlarında, bu yüzden bu çok kalın atmosfere sahip olmadığını düşünüyoruz. Ya hiç atmosferi yoktur ki bu yaşanabilirlik açısından pek iyi olmaz ya da Dünya’nınkine benzer ince bir atmosferi vardır.’ açıklamasında bulundu.
Yine de, Gliese 12 b’nin bir atmosferi olmasa bile, bu gezegen, Samanyolu’nda yaşam arayışımızı ilerletmek için önemli bir test konusu olabilir. Bunun nedeni, kırmızı cüce yıldızların galaksimizdeki en yaygın yıldız türü olmalarına rağmen, kırmızı cüce gezegen sistemleri hakkında nispeten az şey biliyor olmamızdır.
Kırmızı cüceler etrafındaki yaşam
Samanyolu’nda, kırmızı cüceler, çekirdeklerinde hidrojenin helyuma dönüşmesi sürecini sürdüren en büyük yıldız ailesini oluşturur, bu süreç bir yıldızın ana sıralama ömrünü tanımlar. Galaksimizdeki yıldızların %60 ila %70’inin Gliese 12 gibi kırmızı cüceler olduğu ve Dünya’ya en yakın 30 yıldızın en az 20’sinin kırmızı cüceler olduğu tahmin ediliyor.
Van Eylen, “Küçük yıldızların etrafındaki gezegenler hakkında bilgi sahibi olmak, onların nasıl olabileceğini ve bu tür gezegenlerin yaşam barındırıp barındıramayacağını bilmek ilginç.” diye ekledi.
Resmi olarak K tipi ya da M tipi yıldızlar olarak bilinen kırmızı cüceler, güneşin kütlesinin %7.5 ila %50’sine sahiplerdir. Bu düşük kütle, bu tür yıldızların daha düşük bir sıcaklıkta yanmalarına neden olur ve güneşimizin 5,500 derece Celsius (9,900 derece Fahrenheit) sıcaklığına kıyasla sadece 3,500 derece Celsius (6,380 derece Fahrenheit) sıcaklığa ulaşırlar. Örneğin, Gliese 12’nin yüzey sıcaklığı güneşimizin sıcaklığının %60’ı kadardır.
Bu daha düşük sıcaklık, dim ışık yayan kırmızı cücelerin, güneş gibi orta kütleli yıldızlardan çok daha uzun süre ana sıralama yıldızı olarak kalabilmeleri anlamına gelir. Güneşin ömrünün yaklaşık 10 milyar yıl süreceği düşünülürken, kırmızı cücelerin ömürlerinin bu süreden onlarca, hatta yüzlerce kat daha uzun olduğu tahmin ediliyor. Bazen bu rakam trilyonlarca yıla kadar uzanabilir. Bu, kırmızı cüceler etrafındaki gezegenlerde yaşamın gelişmesi için daha fazla zaman olabileceği anlamına gelir.
Ancak, kırmızı cüce etrafında dönen gezegenlerde yaşamın olasılığı açısından her şey iyi haber değil.
Yıldızların erginlik dönemlerinde güneşten daha soğuk olmalarına rağmen, kırmızı cücelerin çok daha hareketli olduğu düşünülüyor. Bu yıldız sınıfının, X-ışını formunda sık sık güçlü ışık patlamaları yayan yüksek manyetik aktiviteye sahip olduğu düşünülüyor. Bu X-ışınları, kırmızı cüceye yakın bir gezegenin atmosferini şiddetle soyabilir.
Ayrıca, son araştırmalar, uzun yıllar boyunca sakin kalan kırmızı cücelerin aniden güneş patlamalarından 100 ila 1,000 kat daha güçlü süper patlamalarla patlayabileceğini öne sürdü. Bu patlamalar, bu yıldız sınıfının gençlik döneminde daha yaygındır ve atmosferleri soyma ve yaşanabilir bölgelerde bile sıvı suyu buharlaştırma kapasitesine sahiptirler.
Şu anda, Gliese 12 b’nin keşfinde yer alan her iki ekip de gezegenin etrafında döndüğü kırmızı cücenin nispeten sakin olduğunu düşünüyor, bu da gezegenin bir atmosfer bulundurma şansı için iyi bir haber olabilir.
Kırmızı cüce gezegenler TESS için iyi hedeflerdir
Kırmızı cücelerin güneş gibi yıldızlardan daha soğuk olması ve dolayısıyla yaşanabilir bölgelerinin yıldızlarına daha yakın olması, TESS ve transit yöntemini kullanarak bu yıldızların etrafındaki gezegenleri tespit etmeyi biraz daha kolaylaştırır.
Palethorpe, “Ev sahibi yıldızlarına yakın gezegenleri tespit etme eğilimindeyiz, çünkü daha sık geçiş yaparlar. Kırmızı cücelerin etrafında gezegenler bulduğumuzda, daha küçük yıldızlar oldukları için geçişin karartması daha büyüktür. Kırmızı cüceler biraz daha serin olduğu için, yaşanabilir bölge yıldızlarına güneşimize göre daha yakın yer alır, bu da TESS ile yaşanabilir bölgelerde gezegenleri tespit etme olasılığımızı artırır.” diyor.
Ekip, bu gezegeni daha fazla araştırmak için TESS dışında diğer enstrümanlara başvuracak. Ayrıca, Gliese 12 b’nin özelliklerini daha iyi tanımlamak için farklı bir ötegezegen tespit yöntemine geçecekler. Bu yöntemlerden biri, yıldızlarının hareketinde gezegenlerin neden olduğu küçük sallantıları kullanan “radyal hız yöntemi”dir.
Palethorpe, “Bence bir sonraki adım, gezegenin kütlesini kesin olarak belirlemektir. Kuzey yarımküre için Yüksek Hassasiyetli Radyal Hız Gezegen Arayıcısı (Harps North) ekibinin bir parçası olarak bunu aktif olarak yapıyoruz, bu bir radyal hız teleskopudur. Ayrıca, Avrupa Güney Yarımküresi Astronomik Araştırma Organizasyonu (ESPRESSO) ile başka bir önerimiz kabul edildi, bu da başka bir radyal hız teleskopudur. Umuyoruz ki radyal hız gözlemlerinden bu işi yapabileceğiz.” diyor.
Palethorpe ve Van Eylen, gezegenin atmosferini daha fazla araştırmak için James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile zaman ayırmayı da umuyorlar. Bu, Gliese 12 b yıldızının yüzünü geçerken atmosferinden geçen ışığın, atmosferdeki elementlerin karakteristik izlerini taşıyacağı için mümkündür.
Bu süreç “geçiş spektroskopisi” olarak adlandırılır ve Gliese 12 b, bu şekilde incelenebilecek yakınındaki birkaç ılıman Dünya benzeri dünyadan biridir.
JWST, şu anda 40 ışık yılı uzaklıkta bulunan TRAPPIST-1 sistemindeki yedi Dünya benzeri gezegeni benzer bir şekilde araştırıyor. Bu gezegenler, Gliese 12 b’ye benziyor, çünkü sadece birçoğu yıldızlarının yaşanabilir bölgesinde bulunmuyor, aynı zamanda o yıldız da küçük ve soğuk bir kırmızı cücedir.
Van Eylen, “JWST ile bu gezegenin atmosferi hakkında en azından bazı ipuçları alacağımızı düşünüyorum, bu da bence keşfedildikten sonraki en heyecan verici şey olur.” dedi.
Gliese 12 b’nin yaşam barındırma olasılığına gelince, iki bilim insanı da son derece temkinli. Sonuçta, bu dünya hakkındaki anlayışımızın henüz çok başındayız ve hatta bu kadar yakın bir ötegezegendeki yaşam belirtilerini tespit etme yöntemlerimiz bile henüz erken aşamada.
Palethorpe, “Gliese 12 b’nin yaşam hakkında bize çok şey öğreteceğini düşünüyorum, ancak kesin bir şey söyleyemeyiz. Bence bu çok heyecan verici ve Gliese 12 b hakkında daha fazla araştırma yapılmasını kesinlikle beklemeliyiz. Yaşam arayışında başlamak için kötü bir yer değil.” diye sonuçlandırdı.
İki ekibin araştırması, 23 Mayıs Perşembe günü The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ve The Astrophysical Journal Letters‘ta yayımlandı.
