Ölü yıldızların etrafında dönen sulu gezegenler, eğer yeterince uzun süre hayatta kalabilirlerse, yaşamı incelemek için iyi adaylar olabilir

Yakıtlarını tüketen yıldızların kalıntıları olan beyaz cücelerin küçük ayak izi ve loş ışığı, yaşamı barındırmaya yetecek kadar suya sahip gezegenleri incelemek için mükemmel bir arka plan oluşturabilir.

İşin püf noktası, bir gezegenin, boyutunun çok küçük bir kısmına kadar solmuş eski bir yıldızın gölgesini tespit etmek ve onun, yıldızın patlayıcı ve şiddetli son sancılarını atlattıktan sonra bile milyarlarca yıl boyunca su okyanuslarını koruyan bir gezegen olduğunu bulmaktır. Beyaz cüce sistemlerinin dinamikleri üzerine yapılan yeni bir çalışma, teoride bazı sulu gezegenlerin keşif ve daha yakından incelemeyi beklemek için gerekli olan göksel iğneleri gerçekten de geçirebileceğini öne sürüyor.

Güneş sistemimizin dışındaki gezegenleri (öte gezegenler olarak adlandırılır) potansiyel yaşam belirtileri açısından inceleyen gökbilimciler, bu gezegenler yıldızlarından geçerken veya yıldızla teleskoplarımız arasından geçerken veri toplar. Hangi elementlerin ve moleküllerin mevcut olduğunu onlara anlatmak için gezegenlerin ince atmosfer katmanından geçen yıldızdan gelen ışığı kullanırlar.

Tam güçlü nükleer füzyonla çalkalanan dev bir yıldız, dağınık olabilir ve bakması zor olabilir. Dolayısıyla, daha küçük ve daha yumuşak bir beyaz cücenin yörüngesinde dönen bir gezegen bulmak, gözlerinizi kısmanın astronomik eşdeğerinden daha azını sağlar.

Araştırmanın baş yazarı Wisconsin-Madison Üniversitesi astronomi profesörü Juliette Becker, “Beyaz cüceler o kadar küçük ve o kadar özelliksiz ki, önlerinden bir karasal gezegen geçiyorsa, onun atmosferini karakterize etme konusunda aslında çok daha iyi bir iş yapabilirsiniz” diyor. AAS Journals’da incelenmekte olan ve Madison’da sunulan çalışma Amerikan Astronomi Topluluğu’nun 244. toplantısı. “Gezegenin atmosferi çok daha büyük, daha net bir sinyale sahip olacaktır çünkü gördüğünüz ışığın daha büyük bir kısmı tam olarak incelemek istediğiniz şeyin içinden geçiyor.”

Böyle bir gezegenin önündeki ilk büyük engel, küçük ve orta büyüklükteki bir yıldızın son günlerine (nispeten konuşursak) hayatta kalmak olacaktır. Çünkü kaba olabilirler.

Güneşimiz gibi yıldızların çekirdeklerindeki füzyon reaksiyonlarını sağlayan yakıtları bittiğinde muazzam boyutlara ulaşırlar.

Becker, “Temel olarak yıldızın normal yarıçapının 100 katına kadar büyüdüğü iki darbe vardır” diyor. “Bunu yaparken -bu kısma 1 Numaralı Yıkım Aşaması diyebiliriz- o yarıçap içindeki tüm gezegenleri yutacaktır.”

Su barındıran bir gezegen yutulmaktan kurtulsa bile yanan ormanlardan çıkmış değil. Yıldızın şişkin büyümesini kütlesinin kaybı ve parlaklığında büyük bir artış takip ediyor.

Becker, “Yıldızın bu kadar parlaklaşması gerçeği, sistemdeki tüm gezegenlerin, hatta dış güneş sisteminde eskiden soğuk olanların bile yüzey sıcaklıklarının aniden büyük ölçüde artacağı anlamına geliyor” diyor. “Bu, okyanuslarını buharlaştırabilir ve onlara çok fazla suya mal olabilir.”

Bu nedenle, Dünya benzeri bir gezegenin, yıldızın şişmesi ve güneş ışığının sönmesi yoluyla suyunun kayda değer bir kısmını tutabilmesi için ölmekte olan yıldızından en az yaklaşık 5 ila 6 astronomik birim (1 AU, Dünya ile güneşimiz arasındaki ortalama mesafedir) uzakta durması gerekir. Yeni araştırmaya göre gezegen yeme ve ışık bombardımanı.

Ancak fırtına sonrası sessizlik başka bir engel. Bir milyar ya da daha fazla yıl boyunca, bir zamanlar öfkeli olan yıldız küçülecek ve soğuyacak.

Becker, “Bu tehlikeli dönemde yüzey suyunuzu kaybetmeyecek kadar uzakta olabilirseniz bu iyi olur” diyor. “Fakat işin kötü yanı, yıldızdan o kadar uzakta olacaksınız ki tüm su buz olacak ve bu da yaşam için iyi bir şey değil.”

Sonunda, beyaz cüce o kadar küçük ve soğuk olacak ki, sıvı su elde etmek için yeterli ısı elde eden bir gezegenin, 1 astronomik birimin %1’i kadar uzakta olması gerekecek; yani 5 ila 6 AU güvenlik hattından çok uzakta.

Bir gezegenin yörüngesini bu kadar değiştirmenin bir yolu da gelgit göçü olabilir.

Becker, “Bir gezegenin yörüngesinin değişmesi oldukça normaldir” diyor. “Gelgit göçünde, sistemdeki gezegenler arasındaki bazı dinamik dengesizlikler, bunlardan birini kuyruklu yıldız gibi yüksek dışmerkezli bir yörüngeye sokar, burada sistemdeki merkezi gövdeye çok yakın bir şekilde sallanır ve sonra tekrar çok uzaklaşır.”

Bu tür yörüngeler, bir gezegeni beyaz cüceye çok yakın bırakabilecek daha az eksantrik, daha istikrarlı yollara yerleşecek.

“Bütün bu modelleri bir araya getirirseniz, bunun gezegen için tehlikeli bir yolculuk olduğunu ve okyanusların bu süreçten sağ çıkmasının zor olduğunu görürsünüz, ancak bu mümkündür” diyor, aralarında Massachusetts Bilim Enstitüsü’nden Andrew Vanderburg’un da bulunduğu işbirlikçileri Becker. Yakın zamanda UW-Madison profesörü olan teknoloji astrofizikçisi ve UW-Madison yüksek lisans öğrencisi Joseph Livesey.

Potansiyel beyaz cüce-gezegen eşleşmelerinin koşulları üzerine daha fazla çalışma, olasılıkları güçlendirmeye yardımcı olacak ve yaşamı destekleyebilecek gezegenleri aramak için sınırlı teleskop kaynaklarını dağıtma zamanı geldiğinde karar verme sürecine rehberlik edecektir.

Becker, “Potansiyel olarak yaşanabilir ötegezegenlere ev sahipliği yapmak için iyi adaylar olan çok sayıda beyaz cüce bulursak, bunlar zaman ayırmaya değer olabilir” diyor. “Ve bu teorik teknikler en iyi hedefleri ayırmamıza yardımcı olacak, böylece ilginç olmayan hedeflere çok fazla zaman harcamayacağız.”