Plüton’un gezegen olup olmadığı tartışmaları hâlâ romantik argümanlarla devam etse de astronomlar Güneş Sistemi dışında çok ilginç yapılarda ötegezegenler keşfetmeye devam ediyorlar. Bu ay, ilginç bir ötegezegen keşfi basın bültenlerine yansıdı. Başlıkta “yaşam olabilir bölgede bulunan bir ötegezegende ilk defa su keşfedildi” yazıyordu.
Haber başlığını okuyunca şüpheye düştüm, çünkü “yaşam olabilir bölge”nin (habitable zone) tanımı, zaten herhangi bir yıldızın evresinde dolanan ötegezegende suyun sıvı olabileceği bölge olarak tanımlanıyor. Bugüne kadar hem yersel teleskoplarla, hem de Kepler ve TESS gibi uzay teleskoplarıyla yaşam olabilir bölgede birçok ötegezegen keşfetmiştik. Peki bu haberin farkı ne? Öncelikle ötegezegen tanımıyla başlayalım. Güneş Sistemi dışında herhangi bir yıldızın evresinde dolanan her gezegene, “ötegezegen” adı veriyoruz.
Öncelikle doğrudan veya doğrudan olmayan yöntemlerle bulunan cisim “ötegezegen adayı” olarak kaydediliyor. NASA’nın ötegezegen keşiflerinin bilgilerini tuttuğu ötegezegen Arşivi (Exoplanet Archive: https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/) ile anlık ötegezegen sayısını ve bu ötegezegenlerin özelliklerini takip edebilirsiniz. Arşivden aldığım bu aya ait verilere göre 4055 adet teyit edilmiş ötegezegenin yanında binlerce aday ötegezegen bulunuyor. Bu ötegezegenlerin de en büyük kısmı (3117’si) transit (geçiş) metoduyla keşfedilmiş. Transit metodunu ok basite anlatmak gerekirse, önce yıldızların normal parlaklıkları tespit edilir. Zaman içinde eğer bu yıldızın .nünden herhangi bir cisim, yani bir ötegezegen geçerse yıldızın önünde bir karartı meydana geldiğinden yıldızın parlaklığında bir azalma gerekleşir. Böyle bir tespitin yapılabilmesi için yıldızlar sürekli uzun dönemlerle gözlenmelidir. Kepler veya TESS gibi uzay teleskopları da parlaklığı daha önceden bilinen bir yıldızın parlaklığının düştüğünü fark ederse böylece bir “ötegezegen adayı” tespit edilmiş olur. Otomatik gözlemler yapıldığından dolayı, bu aday keşiflerinin ardından yersel teleskoplar ile de teyit gözlemleri yapılır. Keşif doğrulanırsa, teyit edilmiş ötegezegen olarak arşive girmiş olur.
Teyit edilen ötegezegenlerde bir sonraki araştırma süreci, yıldızının büyüklüğü (rengi) ve yıldızından olan uzaklığına bağlı olarak yaşam olabilir bölge içinde olup olmadığı ile devam eder. Genelde keşfedilen ötegezegenlerin çoğu Jüpiter büyüklüğünde dev gaz gezegenler olur ve bunlara “Sıcak Jüpiterler” (Hot- Jupiters) denir. Tabii bu, Sıcak- Jüpiterlerin sayısının karasal ötegezegenlere oranla daha fazla olduğu anlamına gelmiyor, çünkü büyük bir ötegezegeni keşfetmek, çok daha küçük ve yıldızına yakın ötegezegeni keşfetmekten daha kolaydır.
Uzaklığı bakımından ötegezegenin yaşam olabilir bölge içinde bulunduğu anlaşılırsa daha detaylı araştırmalar yapmak üzere, hem büyük yersel teleskoplar, hem de Hubble Uzay Teleskobu’yla uzun süreli tayf gözlemleri yapılarak atmosferlerinin hangi moleküllerden ibaret olduğu tespit edilir. Örneğin ok uzaklardan Dünya’ya bakan bir medeniyet olsa, onların teleskopları Dünya’nın atmosferinde yoğun oranda ozon gazı ölçümü yapar. İşin ilginç tarafı elbette ozon gazı yaşam anlamına gelmiyor, yani biz de bir ötegezegende ozon gazı tespit etsek, orada kesin yaşam vardır diyemeyeceğiz.
Bahsettiğimiz ötegezegen Kepler teleskobunun, reaksiyon motoru bozulduktan sonra ikinci safha misyonunda keşfedildiğinden dolayı K2 ön ismiyle adlandıran K2-18b ötegezegeni ilginç yapısından dolayı Hubble Uzay Teleskobu’yla daha uzun gözlenme şansına erişmiş. Çevresinde dolandığı yıldız, M sınıfı küçük ve soğuk bir kırmızı cüce yıldız türünde. Soğuk olduğundan dolayı, suyu sıvı halde tutabilmek için böyle bir yıldızın evresindeki yaşam olabilir bölge, yıldıza çok daha yakın olmak zorunda. K2-18b ötegezegeni de yıldızına, Dünya’nın Güneş’e uzaklığından yaklaşık yedi kat daha yakın. Karşılaştırma yaparsak Merkür’den bile daha yakın diyebiliriz. Ancak yıldız soğuk olduğundan, ötegezegen yıldıza bu kadar yakın uzaklıkta olmasına rağmen, Dünya’nın Güneş’ten aldığı kadar ışınım alıyor. İlk hesaplamalar ötegezegenin sıcaklığının -73 ila 47 C derece arasında olabileceğini ve yüzey yansıtıcılığının da Dünya’ya benzer olduğunu gösterdi. Dünya’daki ekstrem sıcaklıklar, örneğin Antarktika’da -100 C derece soğuktan, Afrika’da 50 C dereceye kadar yükselen bir değişim sergilediğinden, bu ötegezegendeki ortalama sıcaklığın Dünya ile paralel olabileceğini gösteriyor.
Hubble Uzay Teleskobu böyle uzak ötegezegenlerin atmosferlerinde neler olduğunu tespit edebilse de detaya inemiyor. Örneğin bir molekülün olup olmadığını anlayabiliyor, ama bu molekülden ne kadar miktarda olduğunu yüksek hassasiyetle ölçemiyor. Dolayısıyla Hubble’ın gözlemleri bize K2-18b’nin atmosferinde kesin olarak su buharı olduğunu söylese de, ne kadar olduğu konusunda hala kesin sayılar verilemiyor. O nedenle makalede çok büyük hata payıyla tahmin yürütülmüş. Daha önce birçok defa atmosferinde su buharı bulunan ötegezegenler keşfedilmişti, ancak bunlar ya çok daha sıcak, ya da yaşam için tamamen uygunsuz koşullar barındırıyordu.
Dünya’dan sekiz kat daha büyük olan bu ötegezegenin, atmosferinde hidrojence zengin gazlar bulunan bir kayabuz gezegen olduğu tahmin ediliyor. Bu tür ötegezegenlere “Süper-Dünyalar” (Super- Earth) deniyor. 111 ışık yılı uzaklıktaki bu Süper-Dünya, şu ana kadar bilinen ötegezegenler içinde, yaşam için en olası ötegezegen olarak tabir ediliyor.
Her ne kadar aranılan en ideal ötegezegenin özellikleri; Dünya büyüklüğünde, yaşam olabilir bölgede, karasal yüzeye sahip ve atmosferinde su buharı olan bir gezegen olsa da, bu tür bir ötegezegeni bulmak çok zordur. Bunun en büyük sebebi yine de gözlemsel metotlarımız diyebiliriz. Zaman içinde daha hassas ölçümler yapabilecek daha büyük ayna çaplı teleskoplar uzaya gönderildikçe keşfedilecek Dünya benzeri ötegezegenlerin sayısı artacaktır.
Öte yandan bu ötegezegenlerin gelecekte daha fazla takip gözlemleri yapılarak ilgin keşiflere yol açacağına inanıyorum. Özellikle Mart 2021’de fırlatılması planlanan James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST) 6,5 metrelik aynası sayesinde ötegezegenler hakkındaki bilgilerimiz kökten değişecek. Daha hassas atmosfer ve yüzey ölçümleri Dünya koşullarına benzer daha fazla ötegezegenleri keşfetmemizi sağlayacaktır. Hatta Dünya’nın ilk oluşumunda bulunduğu koşullar bu ötegezegenlerde de bulunduysa belki de yaşam oralarda da ortaya çıkmış olabilir. Kim bilir belki de Dünya dışı yaşam ile ilgili en büyük keşfin yapılması bu teleskoplar ile ok da uzun bir zaman almayacak.
Bu yazı Atlas Dergisi için yazılmıştır, dergi sayfalarını indirmek için pdf’i tıklayınız.
Uzay Atlası (Atlas – Ekim 2019)