Araştırma ‘süper Dünya’nın etkisini haritalandırıyor

Emily Simpson, doğum gününü bir planetaryumda kutlayan 10 yaşındaki bir çocukluğundan beri uzayı seviyor. Şimdilerde Florida Tech’ten yeni mezun olmuş, gezegen bilimi, astronomi ve astrofizik alanlarında çift diplomanın yanı sıra yayınlanmış araştırmalarıyla da ayrılıyor. Güneş sistemimizin, mevcut asteroit kuşağı yerine Mars ile Jüpiter arasında fazladan bir gezegene ev sahipliği yapması durumunda “alternatif kaderinin” haritasını çıkardı.

Simpson’ın “Mars ve Jüpiter arasındaki bir gezegen iç güneş sistemini nasıl etkileyebilir? Yörünge hareketi, eğiklik ve dışmerkezlilik üzerindeki etkiler” başlıklı makalesi şuydu: yayınlandı içinde İkarusgüneş sistemi çalışmaları etrafındaki araştırmaların yayınlanmasına adanmış bir dergi. Danışmanı, gezegen bilimi yardımcı doçenti Howard Chen tarafından ortak yazılmıştır.

Asteroit kuşağı yerine, Dünya kütlesinin en az iki katı büyüklüğünde bir gezegenin (süper Dünya) oluşmasıyla güneş sisteminin yörünge mimarisinin nasıl farklı şekilde evrimleşmiş olabileceğini simüle eden bir 3 boyutlu model geliştirdiler.

Simpson, “Asteroit kuşağı bugünkü gibi daha küçük asteroitlerden oluşan bir halka oluşturmak yerine, Mars ile Jüpiter arasında bir gezegen oluştursaydı ne olurdu?” diye sordu. “Bu, iç gezegenleri, yani özellikle Venüs, Dünya ve Mars’ı nasıl etkiler?”

Chen’e göre, 1992’de ilk dış gezegenin keşfinden bu yana araştırmacılar, güneş sistemlerinin (bir yıldızın etrafında dönen bir grup gezegen) ne kadar yaygın olduğunu ve bu gezegen sistemlerinden kaç tanesinin bizim güneş sistemimize benzediğini merak ediyorlardı. Güneş sistemimizin nadir olduğunu söyledi; çoğu gezegen sistemi bizimkinden daha kompakttır ve birçok sistem süper Dünya gezegenlerini içerir.

Araştırmacılar, güneş sistemimizin iç gezegenlerinin (Merkür, Venüs, Dünya ve Mars) yaşanabilirliğinin nasıl değişeceğini anlamak, Mars’ın karşısında bir süper Dünya olsaydı, astrobiyologların hangi gezegen sistemlerinin yaşamı destekleyebileceğine dair araştırmalarına rehberlik edebileceğini söyledi. .

Simpson, çalışmasında Dünya kütlesinin %1’inden 10 Dünya kütlesine kadar değişen beş farklı potansiyel gezegen kütlesi önermişti. Her kütlenin güneş sistemimiz üzerinde ne tür bir mimari etkiye sahip olacağını bulmak için her kütlenin 2 milyon yıllık yörüngesini modelledi. Spesifik olarak, diğer gezegenlerin eğikliklerindeki değişiklikleri (gezegenin kendi ekseni etrafında ne kadar eğildiği) ve dışmerkezliliklerini (bir gezegenin yörüngesinin gerçek daireden ne kadar saptığını) izledi.

Eğim, her mevsimde sıcaklığın yoğunluğunu etkiler: Daha fazla eğim, daha yoğun sıcaklıklar yaratırken, daha az eğim, daha ılıman sıcaklıklar yaratır. Eksantriklik, her mevsimin uzunluğunu belirler: Daha düşük eksantriklik, dört mevsimi benzer uzunluklara eşitlerken, daha yüksek eksantriklik, her mevsimdeki gün sayısında dengesizlik yaratır.

Simpson ve Chen, düşük kütleli simülasyonların iç gezegenlerin yaşanabilirliği üzerinde daha az etki yarattığını buldu. Eğiklik konusunda bazı değişiklikler buldular – Simpson, Mars’ın biraz daha “sallandığını” söyledi – ancak genel olarak iç güneş sistemi yaşanabilir kaldı.

“Eğer hala oldukça büyük bir gezegen olan bir veya iki Dünya kütlesi olsaydı, iç güneş sistemimiz hala oldukça güzel kalırdı. Eğimde bir salınım olduğu için biraz daha sıcak yazlar veya daha soğuk kışlar yaşayabiliriz, ancak yine de hayatlarımızı yaşayabiliriz. ” diye açıkladı Chen.

Ancak daha yüksek kütleli gezegenlerde sistemin yapısında daha zararlı değişiklikler meydana geldi. Simpson, Dünya kütlesinin 10 katı büyüklüğünde bir gezegeni simüle ederken, iç gezegenlerin yüksek eğiklik ve yüksek dışmerkezlilik yaşadığını, bunun da mevsimler arasında tehlikeli sıcaklık farklılıklarına yol açtığını buldu. Kütle, Dünya’nın yörüngesini Venüs’e yaklaştırmış ve şu anda içinde bulunduğu yaşanabilir bölgenin ötesine bile itmiş olabilir.

Her ne kadar varsayımsal olsa da, bu gözlemler astrobiyologların bir gezegen sisteminde yaşamın nasıl ve nerede hayatta kalma şansına sahip olabileceğini tahmin etmelerine yardımcı olabilir. Bu araştırma aynı zamanda bir süper Dünya’nın etrafındaki yaşam ihtimalini ortadan kaldırmadan önce ne kadar büyüyebileceğine dair bir fikir de sağlıyor.

“Güneş sistemine benzer, ancak biraz farklı bir geçmişe sahip (doğal kuşak yerine bir gezegenin bulunduğu) bir sistem keşfedersek, o gezegen sisteminin iç bölgeleri hâlâ misafirperver olabilir mi? Bunun yanıtı, gezegenin ne kadar büyük olduğuna bağlıdır. öyle,” dedi Simpson. “Eğer çok büyükse, bu muhtemelen yörüngesindeki gezegenlerin sonu anlamına gelir.”