Bu ay, şimdiye kadar yapılmış en güçlü uzay teleskobunun diğer yıldızların yörüngesindeki gezegenleri gözetlemeye başlayacağı dünya dışı yaşam arayışında yeni bir bölüm olacak. Gökbilimciler, James Webb Uzay Teleskobu’nun bu gezegenlerden bazılarının yaşamı destekleyebilecek atmosferler barındırıp barındırmadığını ortaya çıkaracağını umuyorlar.
Başka bir güneş sistemindeki bir atmosferi tanımlamak yeterince dikkate değer olacaktır. Ancak, bu atmosferlerden birinin biyo-imza olarak bilinen şeyi sunması – küçük de olsa – bir şans bile var: yaşamın kendisinin bir sinyali.
Arizona Üniversitesi’nden bir gökbilimci olan Megan Mansfield, “İlginç olduğunu düşündüğümüz gezegenleri bulabileceğimizi düşünüyorum – bilirsiniz, yaşam için iyi olasılıklar” dedi. “Ama yaşamı hemen tanımlayamayacağız.”
Şimdiye kadar, Dünya, yaşamın var olduğu bilinen evrendeki tek gezegen olmaya devam ediyor. Bilim adamları yaklaşık 60 yıldır Mars’a sondalar gönderiyorlar ve henüz Marslıları bulamadılar. Ancak yaşamın Kızıl Gezegenin yüzeyinin altında saklandığı veya Jüpiter veya Satürn’ün uydusunda keşfedilmeyi beklediği düşünülebilir. Bazı bilim adamları, kükürt dioksit bulutlarından oluşan kavurucu atmosferine rağmen Venüs’ün bile Venüslülere ev sahipliği yapabileceğini umuyorlar.
Dünya kendi güneş sistemimizde yaşam barındıran tek gezegen olsa bile, evrendeki diğer birçok güneş sistemi sözde ötegezegenlere sahiptir.
1995’te Fransız gökbilimciler, güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönen ilk ötegezegeni tespit ettiler. 51 Pegasi b olarak bilinen ötegezegen, Jüpiter’den daha büyük şişkin bir gaz devi ve 1.800 derece Fahrenheit’lik bir yaşam için ümit vaat etmeyen bir ev olduğu ortaya çıktı.
O zamandan beri, bilim adamları 5.000’den fazla başka ötegezegen keşfettiler. Bazıları Dünya’ya çok daha benzer – kabaca aynı büyüklükte, gazdan ziyade kayadan yapılmış ve yıldızlarının etrafında bir “Goldilocks bölgesinde” yörüngede dönüyorlar, pişirilecek kadar yakın değil ama donacak kadar uzak değiller.
Keşfedilen ilk ötegezegen olan 51 Pegasi b ötegezegeninin bir sanatçı tarafından sunumu. Kredi… Avrupa Güney Gözlemevi
Ne yazık ki, bu ötegezegenlerin nispeten küçük boyutları, onları incelemeyi şimdiye kadar son derece zorlaştırdı. Geçen Noel fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu, gökbilimcilerin bu dünyalara daha yakından bakmasını sağlamak için bir büyüteç görevi görerek bunu değiştirecek.
Fransız Guyanası’ndaki Kourou’dan fırlatıldığından beri, teleskop Dünya’dan bir milyon mil seyahat ederek güneş etrafındaki kendi yörüngesine girdi. Orada bir kalkan, 21 metrelik aynasını güneşten veya Dünya’dan gelen herhangi bir ısı veya ışıktan korur. Bu derin karanlıkta, teleskop, uzak gezegenler hakkında yeni ayrıntıları ortaya çıkarabilecek olanlar da dahil olmak üzere, soluk, uzak ışık parıltılarını algılayabilir.
Dr. Mansfield, uzay teleskobunun “dış gezegenlerin atmosferleri üzerine yapılan çalışmaları tasarımında hesaba katan ilk büyük uzay gözlemevi” olduğunu söyledi.
NASA mühendisleri, Haziran ortasında Webb teleskopuyla bir dizi nesnenin fotoğraflarını çekmeye başladılar ve ilk görüntülerini 12 Temmuz’da halka yayınlayacaklar.
Programın baş bilimcisi Eric Smith, ötegezegenlerin bu ilk resim grubunda yer alacağını söyledi. Teleskop dış gezegenleri gözlemlemek için nispeten az zaman harcayacağından, Dr. Smith bu ilk görüntüleri teleskopun gücüne “hızlı ve kirli” bir bakış olarak değerlendirdi.
Bu hızlı bakışları, Temmuz ayında başlayarak, ötegezegenlerin çok daha net bir resmini sunan bir dizi çok daha uzun gözlem izleyecek.
Bir dizi gökbilimci ekibi, Trappist-1 adlı bir yıldızın etrafında dönen yedi gezegene bakmayı planlıyor. Daha önceki gözlemler, gezegenlerden üçünün yaşanabilir bölgeyi işgal ettiğini ileri sürdü.
4 Temmuz’dan itibaren Trappist-1 gezegenlerini gözlemleyecek olan Montreal Üniversitesi’nde lisansüstü öğrencisi Olivia Lim, “Güneş sistemi dışındaki yaşam izlerini aramak için ülkü bir yer” dedi.
Trappist-1 küçük, serin bir yıldız olduğundan, yaşanabilir bölgesi ona kendi güneş sistemimizden daha yakındır. Sonuç olarak, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenleri yakın mesafeden yörüngede dönüyor ve yıldızın etrafını dolaşması sadece birkaç gün sürüyor. Gezegenler Trappist-1’in önünden her geçtiğinde, bilim adamları temel ama çok önemli bir soruyu çözebilecekler: Herhangi birinin atmosferi var mı?
Cornell Üniversitesi’nden astronom Nikole Lewis, “Havası yoksa, yaşanabilir bölgede olsa bile yaşanabilir değildir” dedi.
Dr. Lewis ve diğer gökbilimciler, Trappist-1’in gezegenlerini çevreleyen hiçbir atmosfer bulamayınca şaşırmayacaklardı. Gezegenler oluştuklarında atmosfer geliştirmiş olsalar bile, yıldız onları uzun zaman önce ultraviyole ve X-ışını radyasyonu ile patlatmış olabilir.
Dr. Mansfield, “Bir gezegenin tüm atmosferini, daha yaşam oluşturmaya başlama şansı bulamadan çekip almış olmaları mümkün” dedi. “Burada yanıtlamaya çalıştığımız birinci dereceden soru bu: Bu gezegenlerin yaşamı geliştirebilecek kadar uzun bir atmosfere sahip olup olamayacakları.”
Trappist-1’in önünden geçen bir gezegen küçücük bir gölge oluşturacak, ancak gölge uzay teleskobunun yakalayamayacağı kadar küçük olacaktır. Bunun yerine teleskop, yıldızdan gelen ışıkta hafif bir kararma algılayacaktır.
Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda doktora sonrası araştırma yapan bir astronom olan Jacob Lustig-Yaeger, “Bu, güneş tutulmasına gözlerinizi kapatarak bakmak gibi” dedi. “Işığın karardığını biraz hissetmiş olabilirsin.”
Atmosferi olan bir gezegen, arkasındaki yıldızı çıplak bir gezegenden farklı şekilde karartır. Yıldızın ışığının bir kısmı doğrudan atmosferden geçecek, ancak gazlar belirli dalga boylarında ışığı emecek. Gökbilimciler bu dalga boylarında yalnızca yıldız ışığına bakarlarsa, gezegen Trappist-1’i daha da karartacaktır.
Teleskop, Trappist-1’in bu gözlemlerini Dünya’ya geri gönderecek. Dr. Mansfield, “Ardından ‘Merhaba, veriniz müsait’ gibi bir e-posta alırsınız, dedi.
Ancak Trappist-1’den gelen ışık o kadar zayıf olacak ki, bunu anlaması zaman alacak. Dr. Smith, “Gözünüz saniyede milyonlarca fotonla uğraşmaya alışmış,” dedi. “Ama bu teleskoplar, saniyede sadece birkaç foton topluyorlar.”
Dr. Mansfield veya diğer gökbilimciler, Trappist-1’in önünden geçen ötegezegenleri analiz etmeden önce, onu teleskopun kendi makineleri tarafından üretilen küçük dalgalanmalardan ayırt etmek zorunda kalacaklar.
Dr. Mansfield, “Aslında yaptığım işlerin çoğu, teleskopun yaptığı garip şeyleri dikkatlice düzelterek, o ufacık sinyalleri görebilmemiz için bir süre yapmak,” dedi.
Bu çabaların sonunda Dr. Mansfield ve meslektaşlarının bir Trappist-1 gezegeni çevresinde bir atmosfer keşfetmeleri olasıdır. Ancak bu sonuç tek başına atmosferin doğasını ortaya çıkarmayacaktır. Dünya’daki gibi nitrojen ve oksijen açısından zengin olabilir veya daha çok Venüs’teki zehirli karbondioksit ve sülfürik asit güvecine benzer. Veya bilim adamlarının daha önce hiç görmediği bir karışım olabilir.
Danimarka Teknik Üniversitesi’nden bir gökbilimci olan Alexander Rathcke, “Bu atmosferlerin neyden yapıldığı hakkında hiçbir fikrimiz yok” dedi. “Fikirlerimiz, simülasyonlarımız ve tüm bu şeyler var ama gerçekten hiçbir fikrimiz yok. Gidip bakmalıyız.”
Bazen JWST olarak da adlandırılan James Webb Uzay Teleskobu, ötegezegen atmosferlerinin belirli bileşenlerini belirlemek için yeterince güçlü olabilir, çünkü her bir molekül türü farklı bir ışık dalga boyu aralığını emer.
Ancak bu keşifler, dış gezegenlerdeki hava durumuna bağlı olacaktır. Parlak, yansıtıcı bir bulut örtüsü, herhangi bir yıldız ışığının bir ötegezegenin atmosferine girmesini engelleyebilir ve uzaylı havası bulma girişimlerini mahvedebilir.
Dr. Rathcke, “Bulutlu veya atmosfersiz bir atmosfer arasında ayrım yapmak gerçekten zor” dedi.
Hava durumu işbirliği yaparsa, gökbilimciler özellikle ötegezegenlerin atmosferlerinde su olup olmadığını görmek için can atıyorlar. En azından Dünya’da su, biyoloji için temel bir gereksinimdir. Dr. Mansfield, “Bunun, yaşamı aramak için muhtemelen iyi bir başlangıç noktası olacağını düşünüyoruz” dedi.
Ancak sulu bir atmosfer, mutlaka bir ötegezegenin yaşam barındırdığı anlamına gelmez. Bir gezegenin canlı olabilmesi için bilim adamlarının bir biyo-imzayı, bir molekülü veya canlılar tarafından belirgin olarak yapılmış birkaç molekülün bir kombinasyonunu tespit etmeleri gerekecektir.
Bilim adamları hala güvenilir bir biyo-imzanın ne olacağını tartışıyorlar. Dünya’nın atmosferi, büyük ölçüde bitkilerin ve alglerin ürünü olan çok fazla oksijen içermesi bakımından güneş sistemimizde benzersizdir. Ancak oksijen, havadaki su molekülleri bölündüğünde, yaşamın yardımı olmadan da üretilebilir. Metan da aynı şekilde canlı mikroplar tarafından ve ayrıca volkanlar tarafından da salınabilir.
Canlılığın yardımı olmadan sürdürülemeyecek, net bir biyolojik imza sağlayabilen belirli bir gaz dengesi olması mümkündür.
Dr. Rathcke, “Bu biyolojik imzaları bulmak için son derece elverişli senaryolara ihtiyacımız var” dedi. “Mümkün olmadığını söylemiyorum. Sadece çok uzak olduğunu düşünüyorum. Son derece şanslı olmamız gerekiyor.”
Santa Cruz’daki California Üniversitesi’nden gezegen bilimcisi Joshua Krissansen-Totton, böyle bir dengeyi bulmanın Webb teleskobunun Trappist-1’in önünden tekrar tekrar geçen bir gezegeni gözlemlemesini gerektirebileceğini söyledi.
Dr. Krissansen-Totton, “Önümüzdeki beş yıl içinde biri çıkıp ‘Evet, JWST ile hayat bulduk’ derse, bu iddiaya çok şüpheyle yaklaşırım” dedi.
James Webb Uzay Teleskobu’nun biyolojik imzaları bulamaması mümkündür. Bu görev, on yıldan fazla bir süre uzaktaki yeni nesil uzay teleskoplarını beklemek zorunda kalabilir. Bunlar, ötegezegenleri, insanların gece gökyüzünde Mars veya Venüs’e baktığı şekilde inceleyecekler: bir yıldızın önünden geçerken onları gözlemlemek yerine, uzayın siyah arka planına karşı yansıyan yıldız ışığını gözlemleyerek.
Dr. Rathcke, “Çoğunlukla, gelecekteki teleskoplar için çok önemli bir zemin hazırlayacağız” dedi. “JWST biyo-imza tespitleri sağlarsa çok şaşırırım, ancak düzeltilmeyi umuyorum. Yani, temelde bu işi bunun için yapıyorum.”