Yaşanabilir gezegen arayışını genişletmenin yeni bir yolu

Michigan Üniversitesi’nden bir astronom ve ekibi, daha önce dikkate alınmayan bir bölgeyi hesaba katan, yaşanabilir gezegen arayışını genişletmek için yeni bir yol öneriyor: yıldız ile gezegen oluşturan disklerdeki kurum çizgisi denen şey arasındaki boşluk.

Bu bölgede oluşan dünyalar – gezegenlerin inşa edilebileceği merkezi bir yıldızın etrafında dönen bir toz diski – Dünya’nınkinden oldukça farklı, uçucu karbon bileşikleri açısından zengin yüzeylere sahip olabilir. Jeokimyacıları, gezegen bilimcileri, astrokimyacıları ve ötegezegen uzmanlarını içeren çalışmayı yöneten Ted Bergin’e göre, bu gezegenler aynı zamanda organik karbon açısından zengin, ancak su fakiri olacak.

Dünya benzeri gezegenleri ararken, yalnızca bizimkine benzeyen bedenlerle değil, aynı zamanda bizimkine benzer süreçlerle oluşanlarla da özellikle ilgileniriz. Mevcut kayalık ötegezegen modelleri, karbon bazlı yapı taşlarından ve sudan oluşan yaşam için gerekli moleküller de dahil olmak üzere Dünya benzeri atmosferik koşullar ve kütle bileşimi kullanılarak inşa ediliyor.

Bu modeller ayrıca gezegen oluşturan disklerdeki buz çizgileri adı verilen bölgelere, diskin merkez yıldızından yeterince uzakta olan ve suyun veya diğer temel moleküllerin gazdan katı fazlara geçişini işaretleyen bölgelere odaklanır.

Gezegenimiz gibi karasal dünyalar katılardan oluşmuştur. Kütlece sadece yaklaşık %0,1 oranında su içeren Dünya’nın, su-buz hattının içinde oluşmuş olması gerektiği uzun zamandır düşünülmüştür.

Ancak bu tür bir model çok sınırlı olabilir, dedi Bergin. Yaşanabilir gezegen arayışını genişletmek için Bergin ve araştırma ekibi, güneş sisteminin yıldızına daha yakın bir sınır olan kurum çizgisini dikkate alan yeni bir model öneriyor. Bu sınır ile yıldız arasında, katılardaki organik bileşikler katıdan gaza süblimleşir. Bu bölgenin, Dünya’nın sahip olduğundan daha fazla karbona sahip olabilecek kayalık gezegenleri de kapsayacağını düşünmek, bunun bu tür gezegenlerde yaşanabilirlik için ne anlama geldiğine dair soruları gündeme getiriyor.

Disiplinlerarası araştırma ekibinin bulguları şu dergide yayınlandı: Astrofizik Dergi Mektupları.

Bergin, “Yaşanabilirlik arayışımıza yeni bir boyut katıyor. Olumsuz bir boyut da olabilir, olumlu bir boyut da olabilir.” “Heyecan verici çünkü her türlü sonsuz olasılığa yol açıyor.”

Bergin, Dünya’nın su açısından fakir olması gibi, aynı zamanda karbon açısından da fakir olduğunu söyledi. Oluşurken, gezegen oluşturan malzemelerde bulunan 100 karbon atomu başına muhtemelen yalnızca 1 karbon atomu aldı. Gökbilimciler, kurum çizgisinin Dünya’nın neden bu kadar az karbona sahip olduğunu açıkladığını düşünüyor. Eğer Dünya’nın yapı taşları kurum hattı içinde oluşmuşsa, sıcaklık ve güneş radyasyonu genç gezegeni oluşturacak malzemeleri patlatarak karbon açısından zengin bileşikleri gaza dönüştürdü ve oluşan Dünya’ya sağlanan katılardaki karbonu sınırladı.

Takımın modeli, kurum çizgisi ile su buzu çizgisi arasında doğan diğer gezegenlerin oluşumu hakkında teoriler üretiyor.

Bergin, güneş sistemimizde böyle bir dünyanın var gibi görünmediğini, ancak güneş sistemimizin diğer yıldızların etrafındaki bilinen gezegen sistemlerinin çoğunu temsil etmediğini söyledi. Bu diğer gezegen sistemleri tamamen farklı görünüyor. Gezegenlerinin güneşe daha yakın olduğunu ve çok daha büyük olduğunu, boyutlarının süper Dünyalardan mini Neptünlere kadar değiştiğini söyledi.

“Bunlar ya büyük kayalar ya da küçük gaz devleri – bu en yaygın gezegen sistemi türüdür. Yani belki de Samanyolu galaksisindeki tüm diğer güneş sistemlerinde, daha önce tanımadığımız bir vücut popülasyonu vardır. içlerinde çok daha fazla karbon var. Bunun sonuçları nelerdir?” dedi Bergin. “Bunun yaşanabilirlik için ne anlama geldiğinin araştırılması gerekiyor.”

Ekip, çalışmalarında, kurum hattı bölgesinde kütlece %0,1 ve %1 karbon ve değişken su içeriğine sahip silikat bakımından zengin bir dünya oluştuğunda ne olacağını modelliyor. Böyle bir gezegenin, gaz çıkışı adı verilen bir süreçle metan açısından zengin bir atmosfer geliştireceğini keşfettiler. Bu durumda, silikat açısından zengin bir gezegendeki organik bileşikler, metan açısından zengin bir atmosfer üretir.

Metanın varlığı, yıldız fotonları ile etkileşimler yoluyla pus oluşumu için verimli bir ortam sağlar. Bu, kendi güneş sistemimizde Titan’daki metandan pus oluşumuna benzer.

Bergin, “Gezegen oluşturan her disk sisteminde var olan bu bölgede doğan gezegenler, mantolarından daha fazla uçucu karbon salacaklar.” Dedi. “Bu, kolayca doğal pus üretimine yol açabilir. Bu tür puslar, ötegezegenlerin atmosferlerinde gözlemlenmiştir ve yaşanabilir dünyalar olarak düşündüğümüz şeyler için hesabı değiştirme potansiyeline sahiptir.”

Bir gezegenin etrafındaki pus, gezegenin mantosunda uçucu karbon olduğuna dair bir işaret olabilir. Bergin, bir gezegenin mantosunda yaşamın bel kemiği olan daha fazla karbonun, gezegenin yaşanabilir olarak kabul edilme şansı olduğu veya en azından ikinci bir bakışı hak ettiği anlamına geldiğini söyledi.

“Bu doğruysa, o zaman bol miktarda uçucu karbona sahip ortak bir puslu gezegen sınıfı olabilir ve bunun yaşanabilirlik için ne anlama geldiğinin araştırılması gerekiyor” dedi. “Ama bir de diğer yön var: Ya Dünya büyüklüğünde bir dünyanız varsa, Dünya’nın sahip olduğundan daha fazla karbona sahipseniz? Bu yaşanabilirlik, yaşam için ne anlama geliyor? Bilmiyoruz ve bu heyecan verici.”