Keşif günü: 7 Dünya büyüklüğünde gezegen

Dünyanın dört bir yanındaki gazeteler, keşfi ön sayfalarında yayınladılar: Gökbilimciler, TRAPPIST-1 adlı kırmızı bir cüce yıldızın, birbirine bağlı yedi Dünya boyutunda gezegenden oluşan bir aileye ev sahipliği yaptığını bulmuşlardı. NASA, sistemi 22 Şubat 2017’de duyurdu.

Bilim adamları, yerdeki ve uzaydaki teleskopları kullanarak, Güneşimizin ötesinde bulunan en sıra dışı gezegen sistemlerinden birini ortaya çıkardılar ve merak uyandıran soruyu açtılar: Bu dünyalardan herhangi biri yaşanabilir mi – yaşam için uygun bir ev mi?

Beş yıl sonra, gezegenler hala esrarengiz. İlk duyurudan bu yana, sonraki çalışmalar TRAPPIST-1 gezegenlerinin kayalık olduğunu, güneş sistemimizden neredeyse iki kat daha yaşlı olabileceklerini ve Dünya’dan 41 ışıkyılı uzaklıkta olduklarını ortaya koydu.

Ancak gerçek bir oyun değiştirici, yakın zamanda piyasaya sürülen James Webb Uzay Teleskobu olacak. Önceki tüm uzay teleskoplarından daha büyük ve daha güçlü olan Webb, TRAPPIST-1 gezegenlerinde atmosfer belirtileri arayacaktır.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda Exoplanet Bilim Enstitüsü müdürü Sean Carey, “Bu insanlar başka bir yıldızın etrafındaki bir gezegenin yaşanabilir olup olmadığı sorusunu sorabiliyorlar – bu sadece aklımı karıştırıyor” dedi. Carey, artık emekli olan Spitzer Uzay Teleskobu’ndan alınan verileri kullanarak TRAPPIST-1 gezegenlerinden bazılarının keşfedilmesine yardımcı olan ekibin bir parçasıydı.

Webb için ana hedef, yıldızdan itibaren TRAPPIST-1e olarak adlandırılan dördüncü gezegendir. Bilim adamlarının Goldilocks bölgesi olarak da bilinen yaşanabilir bölge dediği şeyin tam ortasında. Bu, bir gezegenin yüzeyinde sıvı suya izin vermek için ısıtma miktarının doğru olduğu bir yıldızdan yörünge mesafesidir.

Gezegenler TRAPPIST-1’in çevresinde sıkı bir şekilde paketlenmiş olsa da, kırmızı cüce yıldız sadece Güneş’imizden çok daha soğuk olmakla kalmıyor, aynı zamanda boyutunun %10’undan daha az. (Aslında, tüm sistem kendi güneş sistemimize yerleştirilseydi, en içteki gezegenimiz Merkür’ün yörüngesine sığardı.)

Atmosferleri Aramak

Yaşanabilir bölge sadece ilk kesimdir. Potansiyel olarak yaşanabilir bir gezegen de uygun bir atmosfer gerektirir ve Webb, özellikle ilk gözlemlerinde, bir atmosferin mevcut olup olmadığına dair yalnızca kısmi bir gösterge elde etmesi muhtemeldir.

Belçika’daki Liege Üniversitesi’nden bir gökbilimci ve yedi kardeş gezegeni ortaya çıkaran çalışmanın baş yazarı Michaël Gillon, “Burada söz konusu olan, yaşanabilir bölgedeki karasal, Dünya boyutunda bir gezegenin ilk atmosfer karakterizasyonudur” dedi. 2017 yılında.

Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan ölçümler, yaşanabilirlik hakkında daha fazla bilgi ekledi. Hubble, gezegenlerin potansiyel olarak yaşanabilir atmosferlere sahip olup olmadığını belirleme gücüne sahip olmasa da, gezegenlerden en az üçünün (d, e ve f) gaz devlerinin kabarık, hidrojenin hakim olduğu atmosferlerine sahip olmadığını buldu. Neptün gibi, güneş sistemimizde. Bu tür gezegenlerin yaşamı destekleme olasılığının daha düşük olduğu düşünülmektedir.

Cornell Üniversitesi’nden gezegen bilimcisi Nikole Lewis, “Bu, atmosferin yüzeydeki sıvı suyu destekleme potansiyeli” olasılığını açık bırakıyor.

Lewis, gökleri kızılötesi ışıkta görüntüleyecek Webb teleskobunu kullanarak, Goldilocks’un yaşanabilir bölgede bulunduğu TRAPPIST-1e’de atmosfer belirtileri aramak için kullanacak olan bir bilim ekibinin parçası.

“Umut, dalga boylarında gerçekten güçlü bir özellik olan karbondioksiti görmemizdir. [detectable by] Webb,” dedi. “Gürültünün üzerinde yükselen küçük şeylerin nerede olduğunu öğrendikten sonra, geri dönüp o bölgeye çok daha yüksek çözünürlüklü bir bakış yapabiliriz.”

TRAPPIST-1 gezegenlerinin boyutu, araştırma kesin olmaktan uzak olsa da, yaşanabilirlik durumunu güçlendirmeye yardımcı olabilir.

Sadece çap olarak değil kütle olarak da Dünya ile karşılaştırılabilirler. Gezegenlerin kütlesini daraltmak, TRAPPIST-1’in etrafındaki sıkı kümelenmeleri sayesinde mümkün oldu: Omuz omuza, birbirlerini iterek, bilim adamlarının bu kütleçekim etkilerinden olası kütle aralıklarını hesaplamalarını sağladılar.

Cornell’den Lewis, “Boyutları, kütleleri ve yarıçapları hakkında gerçekten çok iyi bilgiler aldık” dedi. “Bu, yoğunluklarını bildiğimiz anlamına geliyor.”

Yoğunluklar, gezegenlerin Dünya gibi karasal gezegenlerde bulunan malzemelerden oluşabileceğini gösteriyor.

Lewis, bilim adamlarının olası kompozisyonlarını daraltmak için olası gezegensel atmosfer oluşumu ve evriminin bilgisayar modellerini kullandıklarını ve bunların TRAPPIST-1 gezegenleri için kritik olacağını söyledi.

“TRAPPIST sisteminin en güzel yanı, bu modelleri her iki şekilde de iyileştirmemize izin vermesidir – ister çorak kaya olsunlar ister potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar haline gelsinler” dedi.

Gillon için sistemle ilgili bir başka harika şey de TRAPPIST-1 sisteminin erişimidir. “TRAPPIST-1’in bazı sanatsal çalışmalarda yer aldığını gördüm; müzikte, bilimkurgu romanlarında, çizgi romanlarda gördüm” dedi. “Bu, bu beş yıl boyunca gerçekten keyif aldığımız bir şey. Sanki bu sistemin kendine ait bir ömrü var.”