TRAPPIST-1 yıldız sisteminde keşfedilen dünya-benzeri öte gezegenler, 22 Şubat 2017 günü NASA’nın basın konferansı ile uluslararası alanda bütün ilgiyi üzerine çekti. Aslında 39 ışık yılı ötedeki bu ultra-soğuk cüce yıldızın çevresinde dolanan gezegenlerden, yıldıza yakın olan üçünün (TRAPPIST-1b, 1c, 1d) keşfinin haberi Mayıs 2016’da yapılmıştı. Peki bu sefer NASA’ya basın konferansı düzenletecek kadar büyük ve farklı olan neydi?
Başka yıldızların çevresinde dolanan ilk öte gezegen keşfinin ardından 1992’den beri her geçen gün yeni öte gezegenler keşfediliyor ve bugün itibariyle 3 bin 458 adet öte gezegen keşfedilmiş durumda. Ancak bu öte gezegenler genel olarak Dünya’dan çok daha büyük oluyor veya yaşama uygun bölgeye uzak mesafelerde bulunuyor. Özellikle 2009 yılında hizmete başlayan NASA’nın Keppler Uzay Teleskobu ile öte gezegen keşfi büyük oranda arttı. Hâlâ yaklaşık olarak 4 bin 696 adayın öte gezegen olup olmadığını farklı teleskoplar ile de gözlemlerini yaparak teyit etmeye çalışıyoruz.
TRAPPIST-1 yıldızı gibi M sınıfı cüce yıldızlar 2 bin 275 oC derece sıcaklıklarıyla gayet soğuk olmalarının yanı sıra, boyut olarak da, Güneş’le karşılaştırıldığında ancak Jüpiter kadar büyüklüğe sahipler. Hatta o kadar küçük olabiliyorlar ki, bazı simülasyonlara göre TRAPPIST-1 gibi yıldızların çevresinde Dünya büyüklüğünde gezegen bulunması beklenmiyordu. Bunun sebebi şu: Yıldızlar belli bir süreçte oluşuyor ve yıldız ne kadar küçük olursa, çevresinde gezegen oluşturacak madde de pek kalmıyor. Ancak Belçika’da bazı bilim insanları bu fikre pek sıcak bakmadığından dolayı 2010 yılında Şili’deki La Silla Gözlemevi’nde TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) isimli bir teleskopla bu soğuk, donuk ve cüce yıldızları gözlemlemeye başladı.
30-40 metrelik teleskop inşaatlarını konuştuğumuz bugünlerde, TRAPPIST teleskobu aslında gayet küçük bir teleskop; 60 santimetre aynasıyla robotik olarak Belçika, Liege Üniversitesi’nden komuta ediliyor. İlk 62 günlük gözlemin ardından keşif yapıldıktan sonra, özellikle NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu ile 20 gün boyunca devamlı kızılötesi gözlemle birlikte birçok teleskop da bu bölgenin takip gözlemlerini yaptı. Bu gözlemlerde öte gezegenleri keşfetmek için farklı metotlarımız var, ancak bunlardan ikisi daha çok kullanılıyor: Transit fotometri (geçiş) metodu ve radyal hız metodu.
TRAPPIST teleskobunun bu keşfi yapmasını sağlayan transit fotometri metodunu basitçe açıklayalım: Normalde yıldızın ışığını sürekli gözlemlediğimizde bize sabit bir ışık miktarı (foton) gelir. Ancak eğer yıldızın önünden bir öte gezegen geçerse, yıldız ışığı düşer ve biz teleskoplarımızla grafikte oluşan bir dip tespit ederiz. Bu dipler ne kadar aşağı olursa, yıldızın ışığı o kadar çok kapanmıştır. Buna bakarak biz de, “gezegen o kadar büyük” diyebiliriz, yani öte gezegenin boyutunu buradan saptayabiliriz. Öte gezegen kendi yörüngesi doğrultusunda yıldız çevresinde dönerken, belli bir süre sonra yıldızın önünden çekilir; böylece yıldız eski parlaklığına kavuşur. Öte gezegen yörüngesini takip ederken biz yeniden grafikte aynı dip noktayı saptadığımızda aynı zamanda bir şeyi daha tespit etmiş oluruz: Öte gezegenin yıldız çevresindeki yörüngesinin ne kadar uzun olduğunu.
Diğer metot olan radyal hız metodunda ise gezegen ve yıldız arasındaki kütle farkından dolayı, öte gezegenin yıldız etrafındaki dönüş esnasında kütle merkezi çevresinde bir sallanma tespit edebiliyoruz. Bununla da öte gezegenin kütlesini ölçmüş oluyoruz. Büyüklüğünü ve kütlesini ölçünce de yoğunluğunu hesaplayabiliyoruz; böylece karasal, gaz ya da içinde su olup olmadığını tahmin edebiliyoruz.
SIVI SU İHTİMALİ
Her ne kadar küçük ve soğuk yıldızların çevresinde dünya-benzeri gezegen bulmayı teorik olarak beklemesek de ilk keşfin üzerinden bir yıl bile geçmeden esas büyük keşfin haberini aldık. TRAPPIST-1 yıldızının çevresinde dolanan gezegenlerin sadece üç değil, yedi tane olduğu bulundu (şimdilik). Gezegenler birbirlerine fazla uzak da değil. Birbirlerine sadece birkaç Dünya-Ay mesafesi kadar uzaklar. Dolayısıyla da yıldızının çevresinde dolanma süreleri de çok kısa. En yakını sadece bir buçuk günde dolanırken, en uzağında bu süre 20 güne çıkıyor.
Bulunan bu yedi öte gezegenin üçü (TRAPPIST-1e, 1f, 1g öte gezegenleri), yıldızından uzaklığı bakımından yaşama uygun denen bir bölgede bulunuyor, bu keşfi heyecanlı hale getiren işte bu. Keşfedilen bu bölgenin en dikkat çekici özelliği burada suyun sıvı halde olduğunu tahmin etmemiz. Malum biz, sıvı suyu yaşam ile ilişkilendiriyoruz. Elbette “başka gezegenlerde yaşam belki çok daha farklı gereksinimlere sahip olabilir” diye düşünebilirsiniz. Tabii ki olabilir, ancak henüz dünya dışında hiçbir yerde yaşam bulamadığımızdan ve hayat olan her şeyde suya rastladığımızdan dolayı böyle bir kriter oluşturduk ve yaşamı ararken önce suyu takip ediyoruz. Yani bir yerde sıvı su varsa, orada yaşam aramak daha mantıklı. Her ne kadar sıvı su bulunma ihtimali olan dünya-benzeri gezegen keşfi heyecanına ortak olmak isteyen SETI teleskopları akıllı sinyal bulmak için bu bölgenin gözlemini yapmaya başlasa da şu ana kadar herhangi bir sinyale rastlanmadı.
Öte yandan TRAPPIST-1 sisteminin yaşı tam olarak tespit edilmese de yarım milyar olarak tahmin ediliyor. Yaşam aramalarında Dünya ile karşılaştırma yaptığımızda gezegenlerin yaşı çok önem taşıyor, çünkü örneğin bizim dünyamız dört buçuk milyar yıl yaşında ve yaşamın tam olarak ne zaman belirdiği hakkında bazı fikirlere sahibiz. Tahminlere göre sadece yarım milyar yaşındaki bir gezegende yaşam olabileceğini beklemek belki hayal, ama yine de ümidi yitirmemek lazım. Elbette sonuçta bunlar tamamen spekülasyon. Bu soruya en mantıklı cevapları başka bir gezegende yaşam bulduktan sonra verebileceğiz, Şu anda sadece dünya örneği üzerinden konuşabiliyoruz.
Bu keşifle beraber ultra-soğuk ve cüce yıldızların çevresinde dünya-benzeri öte gezegen çalışmaları daha da ağırlık kazanacak. Zaten bize yakın mesafelerde ve yeterli parlaklığa sahip sadece 1000 kadar TRAPPIST-1 benzeri yıldız var. Keşfi yapan ekibin, bu yıldızları tek tek arama amaçlı SPECULOOS isimli projeleri bundan sonra daha büyük destek kazanacak ve bu proje sayesinde 1000 kadar soğuk yıldızın çevresinde dünya-benzeri öte gezegen var mı diye araştırma yapılacak. Bu tür öte gezegenlerin atmosferi hakkında detaylı bilgiler veya doğrudan gözlemler gibi heyecanlı haberleri de inşaatı bitmek üzere olan dev teleskoplar ile yapılacak gözlemler sonrasında elde edeceğiz. O günleri hasretle bekliyoruz.
Bu yazı Atlas Dergisi için yazılmıştır, dergi sayfalarını indirmek için pdf’i tıklayınız.
Uzay Atlası (Atlas – Nisan 2017)
