Yeni Bir Gezegen Keşfi ve Dünya’nın Geleceği
Samanyolu galaksisinin 4.000 ışık yılı uzağında, Dünya benzeri bir gezegenin keşfi, Güneş’in bir beyaz cüce yıldıza dönüşmesinin ardından Dünya’nın nasıl bir evrim geçirebileceğini gözler önüne seriyor. Berkeley – California Üniversitesinde görevli gökbilimcilerin Hawaii’deki Keck 10 metre teleskobu ile gerçekleştirdiği gözlemler, bu uzaktaki gezegen sisteminin, Güneş-Dünya sistemine benzerlikler taşıdığını ortaya koyuyor. Bu sistem, Güneş’in kütlesinin yarısı kadar bir beyaz cüce yıldız ve günümüzdeki Dünya’nın iki katı genişliğinde bir yörüngede dönen Dünya boyutunda bir gezegen içeriyor.
Dünya’nın kaderi de muhtemelen böyle olacak.
Popüler Science Türkçe’nin aktardığına göre, Güneş nihayetinde bir balon gibi şişecek, Dünya’nın mevcut yörüngesinden daha büyük bir alanı kapsayacak ve bu süreçte Merkür ile Venüs’ü yutacak. Yıldızımız genişleyip kızıl dev haline gelirken, azalan kütlesi, gezegenleri daha uzak yörüngelere iterek Güneş’ten uzakta hayatta kalma olasılığını artıracak ve Dünya’ya ufak bir şans tanıyacak. Nihayetinde, bu kırmızı devin dış katmanları kaybolacak ve geride, bir gezegen boyutundan daha küçük ama yıldız kütlesine sahip yoğun bir beyaz cüce kalacak. Eğer Dünya o zamana kadar hayatta kalabilirse, muhtemelen mevcut boyutunun iki katı büyüklüğünde bir yörüngeye girecek.
Keşfin Bilimsel Önemi
Bu hafta Nature Astronomy bülteninde yayımlanacak olan keşif, bilim insanlarına Güneş gibi ana sekans yıldızların kızıl dev aşamasından beyaz cüceye kadar olan evrimi ve bunun çevresindeki gezegenleri nasıl etkilediğini anlamak adına önemli bilgiler sunuyor. Bazı çalışmalar, bu sürecin Güneş için yaklaşık 1 milyar yıl içinde başlayabileceğini ve sonunda Dünya’nın okyanuslarını buharlaştırarak Dünya’nın yörünge çapını iki katına çıkarabileceğini öne sürüyor; elbette genişleyen yıldız ilk önce gezegenimizi içine almazsa.
Nihayetinde, Güneş’in dış katmanları dağıldığında geride, kütlesi Güneş’in yarısı kadar ve boyutu Dünya’dan daha küçük bir yoğun, parlayan beyaz cüce kalacak. Berkeley – California Üniversitesinde doktora öğrencisi olan ve şu an San Diego – California Üniversitesinde araştırma görevlisi olarak çalışan çalışmanın lideri Keming Zhang, “Dünya’nın 6 milyar yıl içinde bu kızıl dev Güneş tarafından yutulup yutulamayacağına dair henüz net bir görüş birliğimiz yok” diyor. “Her durumda, Dünya gezegeni yalnızca bir milyar yıl daha yaşanabilir kalacak ve o noktada okyanuslar, sera gazı etkisiyle buharlaşmış olacak; kızıl dev tarafından yutulma tehlikesinden çok önce.”
Hayatta Kalma Umutları
Keşfedilen gezegen sistemi, gezegenin sağ kaldığı bir örnek sunuyor ancak soluk beyaz cücenin yaşanabilir bölgesi çok uzakta kalan gezegenin yaşam barındırma ihtimali bulunmuyor. Yıldızın halen Güneş’e benzer bir yapı sergilediği bir anda yaşanabilir koşullar barındırabilir.
Berkeley – California Üniversitesinde yardımcı profesör ve gökbilim kürsüsü başkanı olan Jessica Lu, “Yaşamın Dünya’da bu (kızıl dev) dönemi atlatıp atlatamayacağı henüz bilinmiyor” diyor. “Fakat en önemli husus, Güneş’in kızıl dev aşamasına girdiğinde Dünya’yı yutmaması. Keming’in bulduğu bu sistem, ev sahibi yıldızının kızıl dev aşamasından sağ kurtulan bir gezegenin; muhtemelen Dünya’ya benzer bir yörüngede dönen Dünya benzeri bir gezegenin örneğini sunuyor.”
Mikromerceklenme Olayı ve Keşif Süreci
Mikromerceklenme, yıldız ışığını bin kattan daha fazla yükseltiyor
Galaksimizin merkezindeki tümseğin yanında yer alan bu gezegen sistemi, gökbilimcilerin dikkatini 2020 yılında daha uzak bir yıldızın önünden geçerken çekti. Bu olay, yıldızın ışığını 1.000 kat artırdı. Sistemin kütleçekimi, arka plandaki yıldızdan gelen ışığı odaklayarak onu çoğaltan bir mercek gibi davrandı.
Bu “mikromerceklenme olayını” keşfeden araştırma ekibi, Güney Yarımküre’deki Kore Mikromerceklenme Teleskop Ağı tarafından tespit edildiği için olayı KMT-2020-BLG-0414 olarak adlandırdı. Arka plandaki (aynı zamanda Samanyolu galaksisinde ama Dünya’dan yaklaşık 25.000 ışık yılı uzakta) yıldızın bu şekilde büyütülmesi, hâlâ iğne ucu boyutundaki bir ışık kadar. Ancak ışık yoğunluğundaki değişim, yaklaşık iki ay süresince gerçekleşti ve araştırma ekibinin sistemin Güneş’in yaklaşık yarı kütlesine sahip bir yıldız, Dünya ile hemen hemen aynı kütlede bir gezegen ve Jüpiter’in yaklaşık 17 katı kütleye sahip büyük bir gezegen (muhtemelen bir kahverengi cüce) içerdiğini tahmin etmesine olanak sağladı.
Analiz ayrıca, Dünya benzeri bu gezegenin yıldızdan 1 ila 2 astronomik birim uzaklıkta olduğunu gösterdi; yani bu, Dünya ile Güneş’in arasındaki mesafenin iki katı kadar bir uzaklık. Ana yıldızın ışığı, arka plandaki yıldızın büyütülmüş ışığı ile yakındaki birkaç yıldızın parıltısında kaybolduğundan, yıldızın tipi belirlenemedi.
Gözlemler ve Sonuçlar
Zhang ve meslektaşları, 2023 yılında Hawaii’deki Keck II 10 metre teleskobunu kullanarak bu merceklenme sistemine daha yakından bakmışlar. Söz konusu teleskop, atmosferdeki bulanıklığı gidermek için adaptif optiklerle donatılmıştır. Bu sistemi merceklenme olayından üç yıl sonra gözlemledikleri için, arka plandaki yıldız yeterince soluklaşarak, sanki Güneş gibi tipik bir ana sekans yıldızıymış gibi görünmeye başlamıştır. Ancak Zhang, iki ayrı Keck görüntüsünde hiçbir şey tespit etmemiş.
Zhang, “Vardığımız sonuçlar, alternatif senaryoları eleme temeline dayanıyor çünkü normal bir yıldız kolayca görünürdü” diyor. “Mercek hem karanlık hem de düşük kütleli olduğundan, cismin yalnızca bir beyaz cüce olabileceğine karar verdik.” Samanyolu galaksisinde serbest gezen yıldız kütleli kara deliklerin neden olduğu mikromerceklenme olaylarını araştıran Lu, “Bu vaka, hiçbir şey görmemenin aslında bir şey görmekten daha ilginç olduğu bir durum” diyor.
Mikromerceklenme ile Ötegezegen Bulma Yöntemleri
Bu keşif, Zhang’ın bir gezegenin mevcudiyetini gösteren mikromerceklenme olayları üzerinde daha derinlemesine çalışarak ötegezegenlerin hangi tür yıldızların etrafında bulunduğunu anlamak için yürüttüğü bir projenin parçası. “Biraz şans da vardı çünkü gezegenli mikromerceklenme yıldızının beyaz cüce çıkması 10’da 1’den daha düşük bir ihtimal” diyor Zhang.
Yeni gözlemler, Zhang ve meslektaşlarına kahverengi cücenin konumuna ilişkin bir belirsizliği çözme fırsatı da sunmuş. Zhang, sıcak Jüpiter’ler olarak bilinen gezegen sınıfını kastederek, “Esas analiz, bu kahverengi cücenin ya Neptün gibi çok geniş bir yörüngede ya da Merkür’ünkünden oldukça dar bir yörüngede olduğunu gösteriyordu” diyor. “Ancak bir yıldız kalıntısının etrafında döndüğünü artık bildiğimiz için, bu durum ihtimal dahilinde değil çünkü yutulmuş olurdu.”
Bu modelleme belirsizliğinin sebebi, iki ayrı merceklenme biçiminin aynı merceklenme etkisine yol açabilen mikromerceklenme bozulması. Bu bozulma, Zhang ve Bloom’un 2022 yılında bir yapay zeka yöntemiyle mikromerceklenme canlandırmalarını analiz ettiklerinde keşfettiklerine benziyor. Zhang, aynı yapay zeka yöntemini, KMT-2020-BLG-0414’ün gözden kaçmış olabilecek alternatif modellerini elemek için de kullanmış.
Zhang, “Mikromerceklenme, geçiş yöntemi veya ışınsal hız yöntemi gibi geleneksel araçlarla gözlemlenip tespit edilemeyen diğer yıldız sistemlerini incelemede çok ilginç bir yol haline geldi” diyor. “Bu mikromerceklenme kanalıyla keşfedilecek tamamen farklı yıldız sistemleri var. Bunun gibi egzotik yapılar bulmanın eşiğinde olmamız ise heyecan verici.”
Gelecek Araştırmalar ve İnsanlığın Umutları
NASA’nın 2027 yılında fırlatılması planlanan Nancy Grace Roman Teleskobu’nun amaçlarından biri de mikromerceklenme olaylarından gelen ışık eğimlerini ölçerek ötegezegen bulmak. Bu ötegezegenlerin çoğunun, söz konusu yıldız tiplerinin belirlenmesi için diğer teleskoplarla takip edilmesi gerekecek. “Gereken şey, örneğin adaptif optikler ve Keck Rasathanesi gibi dünyanın en iyi tesisleriyle dikkatli bir takip yapılması; sadece bir gün ya da bir ay sonra değil, gelecekteki pek çok yıl boyunca. Mercek arka plandaki yıldızdan uzaklaştıktan sonra gördüğünüz şeyi açıklığa kavuşturmaya başlayabilirsiniz” diyor Bloom.
Zhang, Dünya’nın Güneş’in yaklaşık bir milyar yıl içerisinde gerçekleşecek kızıl dev aşaması sırasında yutulması halinde bile insanlığın dış Güneş sisteminde sığınacak bir yer bulabileceğini belirtiyor. Jüpiter’in Europa, Callisto ve Ganymede gibi birkaç uydusu ile Satürn’ün etrafında dolanan Enceladus, kızıl devin dış katmanları genişledikçe eriyebilecek donuk su okyanusları barındırıyor gibi görünüyor.
Zhang, “Güneş kırmızı bir deve dönüşürken, yaşanabilir bölge Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesine doğru geçecek ve bu uyduların pek çoğu okyanus gezegenleri haline gelecek” diyor. “Bence o durumda insanlık oraya göç edebilir.”
Makalenin diğer yazarları arasında KMT-2020-BLG-0414 hakkındaki ilk makalenin eş yazarları olan ve Çin’in Pekin şehrindeki Tsinghua Üniversitesinde çalışan Weicheng Zang ile Shude Mao; şimdi ABD, Pasadena’daki California Teknoloji Enstitüsünde (Caltech) yardımcı profesör olarak çalışan ve önceden Berkeley – California Üniversitesinde doktora öğrencisi olan Kerim El-Bedri; ABD, Seattle’daki Washington Üniversitesinde çalışan Eric Agol; ABD, Columbus’taki Ohio Eyalet Üniversitesinde çalışan B. Scott Gaudi; ABD, San Diego – California Üniversitesinde çalışan Quinn Konopacky; Berkeley – California Üniversitesinde çalışan Natalie LeBaron ve ABD, College Park’taki Maryland Üniversitesinde çalışan Sean Terry bulunmaktadır.
