TRAPPIST-1 Gezegen Sistemi: Aşırı Soğuk Bir Cücenin Etrafında Yedi Dünya Benzeri Ötegezegenin Keşfi
Birkaç gündür meraklı ve ilgili olan herkesin gündemini meşgul eden NASA’nın o büyük basın toplantısının sonuçları birçok yerde “müthiş keşif açıklandı” şeklinde duyuruldu. Çoğunlukla detaylar eksik kaldı bu haberlerde. Biraz daha detayları bilmek isteyenler için bazı bilgi notlarını bu yazımızda bulabilirsiniz. NASA’nın basın toplantısında, TRAPPIST-1 adı verilen bir cüce yıldız ve yörüngesindeki Dünya benzeri büyüklükte ve sıcaklıktaki gezegenlerden oluşan bir gezegen sisteminin varlığı duyuruldu. Aslında ilk gözlemleri 2015 yılında Belçika’daki Liege Üniversitesi’nden Michael Gillon liderliğindeki bir astronom grubu tarafından Şili’nin Atacama çölündeki La Silla Gözlemevi’ne ait TRAPPIST adı verilen teleskop ile geçiş fotometrisi yöntemiyle yapılmıştı. Bu gözlemlerde cüce gezegenin yörüngesinde Dünya büyüklüğünde üç ötegezegenin varlığı ortaya konmuştu ve başka gezegenlerin de olabileceği konusunda öngörüler 2016’nın Mayıs ayında Nature‘da yayınlanan makalede paylaşılmıştı. Aradan geçen zaman içerisinde, TRAPPIST teleskobunun yanı sıra Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskobu ve NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu dahil çok sayıda teleskobun katılımıyla TRAPPIST-1 yıldızının toplamda yedi ötegezegene ev sahipliği yaptığı keşfedildi. Üstelik bunlardan en az üçünün bu gezegen sisteminin yaşanılabilir alanında yer aldığı da düşünülüyor.
Keşfi müthiş kılan da bu üç gezegenin sistemin yaşanabilir alanda bulunma olasılığı. Bu arada bir gezegen sisteminin yaşanabilir alanı ile ilgili kısa bir açıklama eklemeliyim, ev sahibi yıldız ve onun etrafında belirli bir yörüngeye sahip olan gezegen arasındaki uzaklık eğer bu gezegen içerisinde yaşamı destekleyecek ve sıvı su bulundurma imkanı verecek yüzey sıcaklığını sağlayabiliyorsa gezegenimizin bu sistemin yaşanabilir alanında demektir. Örneğin Venüs, Dünya ve Mars Güneş Sistemi’nde yaşanabilir alanda bulunan gezegenlerdir. Dolayısıyla yeni keşifle beraber TRAPPIST-1 sisteminde üç gezegenin yüzeyinde sıvı su hatta okyanuslar mevcut olabilir, mikrop, bakteri düzeylerinde yaşam bile olabilir. Üstelik en dıştaki gezegenler, Güneş Sistemi’nde olduğu gibi dev gaz gezegenlerden değil kayalık gezegenlerden oluşuyor. Bu da sistem içinde bulunan tüm gezegenlerin yüzeylerinin belirli bölgelerinde dahi olsa potansiyel olarak sıvı suya sahip olabileceklerine işaret ediyor. İlk bakışta, belki de aradığımız gezegeni veya gezegen sistemini bulmuş olabiliriz dedirtiyor olabilir. Aman, sakin!
Son yıllarda diğer yıldızların yörüngesinde dolanan ötegezegenler arasında olası yaşanabilir gezegenlere ilişkin çok sayıda keşif yapıldı. Her bir keşif aynı heyecanla bilim dünyasında tartışıldı. Bu kez heyecanı artıran tüm bir gezegen sisteminin sıvı su için elverişli olması oldu ve açıkçası bizim için şaşırtıcı da oldu. Sıvı su için doğru sıcaklığa sahip gezegenlerin olması gerekiyor, bu TRAPPIST-1 sistemindeki her bir gezegen neredeyse ılıman bir sıcaklığa sahip gibi görünüyor. Büyük sürpriz bu oldu. Yaşam var mı bilmiyoruz. Yaşam için yeterli elverişli bir ortama sahip mi bu gezegenler bilmiyoruz. Gezegenlerin atmosfer bileşenleri tam olarak nedir bilmiyoruz. Peki ne biliyoruz?
Bunlar zor sorular ama bildiklerimizi sırayla anlatayım. Bu gezegen sisteminin nerede olduğunu, nasıl bir tür yıldıza sahip olduğunu biliyoruz. Diğer keşfettiğimiz gezegen sistemlerinden, eski gözlemlerimizden yola çıkarak bu gezegen sisteminin geçmişi hakkında da bir şeyler söyleyebiliriz.
TRAPPIST-1 sisteminin ev sahibi yıldızı. 2MASS J23062928-0502285 olarak da bilinen TRAPPIST-1 yıldızı aşırı soğuk bir cüce yıldızdır. Bizden 39 ışık yılı uzaklıkta bulunuyor ve Kova takımyıldızının bir parçasıdır. Yarıçapı Güneş’in yaklaşık yüzde 12’si ve kütlesi de Güneş’in yüzde 8’i kadardır. Güneş’e göre çok küçük, çok sönük. Bu yıldızın ismi La Silla Gözlemevi’ndeki “TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope (TRAPPIST)” teleskobunun isim kısaltmasından geliyor. Yukarıda söylediğim gibi sistemdeki tüm gezegenlerin keşfi için çok sayıda teleskop kullanıldı. Bunlardan biri Spitzer Uzay Teleskobu ve 20 gün boyunca kızılötesi dalgaboylarında bu yıldızı görüntüledi.
Keşif yöntemi. Bu yedi ötegezegen keşif fotometrisi adı verilen bir yöntemle keşfedildi. Bir ötegezegen kendi yıldızının önünden geçtiğinde, bu gezegen yıldız ışığını biraz engeller ve gözlenen ışıkta biraz azalma olur. Daha büyük bir gezegen geçiş yaptığında ise daha fazla ışık engellenmiş olur. TRAPPIST-1 yıldızına odaklanmış teleskoplar bu ışık şiddetindeki azalmaları ölçtüler ve böyle gezegen yarıçapları hassas bir şekilde belirlendi. TRAPPIST-1 çok küçük ve yörüngesindeki ötegezegenler çok yakın olduğu için her bir gezegen geçişi yıldızdan gelen ışığın görece büyük bir yığınını engellemiş oldular. Dolayısıyla, geçiş fotometrisi yöntemi bu gezegen sistemini kolaylıkla keşfetmek için en uygun yöntem oldu.
Kütle tayinleri. Geçiş fotometri yöntemi doğrudan bize gezegen kütlelerini vermez. Ancak bazen bir gezegen diğer gezegenlerin kütleçekimsel çekiminden dolayı yörüngesinde gecikir bazen de ilerler. İşte bu yörünge dönemlerindeki değişimlere ait gözlemlerle yapılan bilgisayar modellemesi araştırmacılara gezegenlerin kütlelerini tahmin etme konusunda yardımcı olur. Elbette ki çok hassas sonuçlar alınmaz.
Yaşanabilir alan. TRAPPIST-1 yıldızının etrafından dolanan yedi gezegen yıldızlarından 0.011 ve 0.063 astronomik birim kadar uzaklar. Dünya’nın Güneş’e olan uzaklığının 1 astronomik birim olduğuna göre bu yedi gezegen de yıldızlarına oldukça yakın bir konumdalar. Hatta Merkür’ün Güneş’ten 0.39 astronomik birim kadar uzaklıkta olduğu göz önüne alındığında yedi gezegen Merkür’den bile daha yakınlar yıldızlarına. Şanslılar ki, yıldızları çok büyük değil! Yıldızları Güneş’e göre çok daha küçük ve ona Merkür’den daha yakınlar, bu bilgilerin ışığı altında hazırlanan aşağıdaki diyagramda bu gezegenlerin, Güneş Sistemi’ndeki iç gezegenlere kıyasla yıldızlarından aldıkları enerji gösterilmiştir.
Credit: Adapted from diagram by IoA/Amanda Smith/ PhysicsToday
Araştırmacıların Nature dergisinde dün yayınlanan makalelerinde, e, f ve g olarak adlandırılan gezegenlerin su okyanuslarına sahip olabileceği belirtilmişti. Diğer dört gezegen de yüzeyde suya sahip olabilir ama bu bulutlara, gelgit hareketlerine, atmosfere bağlı olarak değişebilir.
Büyüklükleri. Şaşırtıcı bir şekilde, TRAPPIST-1 sisteminin gezegenlerinin büyüklükleri öyle çok büyük farklılıklar göstermiyor. Çoğu da Dünya’ya benzer büyüklükte, gerisi de ya biraz küçük ya biraz büyük. Yıldızlarının Jüpiter büyüklüğünde olması nedeniyle daha çok Jüpiter’in etrafında dolanan uydularına benziyorlar. Yakınlıkları bile benzer. Aşağıdaki grafikte yedi gezegenin büyüklüğü ve nasıl görünebilecekleri konusunda bir bilgisayar çizimi var. Bu çizim eldeki verilere göre tasarlanmış olduğu için gezegen yüzeylerine aldanmamak lazım. Ayrıca bazı çap, kütle, uzaklık gibi bilgiler de sayısal olarak Güneş Sistemi’nin iç gezegenleriyle kıyaslanmış.
TRAPPIST-1’in gezegenleri ve iç Güneş Sistemi gezegenleri. NASA/JPL-Caltech
Su, gezegenlerin iç yapısı. Geçiş fotometri yöntemi bize gezegenlerin ne kadar suya sahip oldukları konusunda bir bilgi sunamaz, bundan emin olmanın da bir yolu yok. Gezegenlerin iç yapısını da bilmek pek mümkün değil. Gezegenlerin Dünya veya Mars büyüklüğünde olmaları onların Dünya gibi levha tektoniğine sahip olduklarına ya da Mars gibi homojen küresel bir kabuğa sahip olduklarını göstermez. Ancak birkaçı hakkında eldeki gözlem verilerinden bir şeyler söyleyebiliriz. Mesela TRAPPIST-1f adlı en dıştaki gezegenlerden biri dikkate değer bir şekilde daha az yoğun gibi görünüyor. Bu çok fazla su ve daha fazla kaya ile demire işaret eder. Eğer gezegen tıpkı Satürn’ün uydusu Enceladus gibi derin bir küresel okyanusa sahipse çok sayıda hidrotermal bacaların olduğu veya tabanında volkanların olduğu bir gezegen hayal edebiliriz. Diğer taraftan TRAPPIST b ve g boyunca olan gezegenler birbirlerinin periyotlarını etkiledikleri için rezonans yörüngelere sahiptirler. Bundan dolayı gelgit etkisi oluşacağı için bu onların iç yapılarını bozacaktır, gezegenlerin ilave ısınmasına yol açacaktır. Bunun dışında kayalık gezegenin iç kısımlarında yer alan radyoaktif elementlerin bozunmasıyla da iç ısı üretimi mümkün olabilir.
Yaşam hakkında ne biliyoruz?. Yukarıda bilmediklerimiz arasında saymıştım bu gezegenlerdeki olası yaşamı. Arkasından bildiklerimizi teker teker saymıştım. Ancak bu konuda da bir şeyler biliyor olabiliriz. Çünkü TRAPPIST-1 yıldızı genç ve aşırı soğuk bir kırmızı cüce yıldız. Yaşı da muhtemelen 500 milyon yıl kadar. Yakıtını az kullanan bir yıldız türü olduğundan daha 10 trilyon yıl parlayacak gibi. Güneş öyle değil, ömrü daha kısa. Ancak biyolojide Dünya üzerinde mikroplardan çok hücreli canlılara geçişin iki milyar yıl sürdüğü düşünülürse bu gezegenlerde yaşam üzerine beklentimiz sınırlı olmalı.
Gelecekte ne var?. Çok sayıda ötegezegen içeren diğer gezegen sistemlerinin keşfedilmesi ile ilgili arayışlar devam edecek. Buna karşın araştırma grubu TRAPPIST-1 sistemine ait gezegenlerin atmosferlerini incelemeyi umut ediyor. Amaç Oksijen gibi molekülleri ve biyolojik yaşama işaret eden kimyasal malzemelerin bulunması. Hubble Uzay Teleskobu üzerinde bulunan Geniş Alan Kamera 2 ile b ve c olarak adlandırılan gezegenlerin serbest hidrojen bulutların olduğu bir atmosfere sahip olmadığı belirlendi. Gezegenlerin atmosferlerinin daha detaylı karakterizasyonu James Webb Uzay Teleskobu’nun göreve başlamasını bekliyor.
Velev ki, atmosferde oksijen var, yüzeyde nehirler akıyor, ne olur?. Sadece izleriz. Bir insan ömrüne göre çok ama çok uzun zaman boyunca sadece izleriz. TRAPPIST-1 gezegen sistemi bizden 39 ışık yılı kadar uzakta. Işık hızına ulaşacak bir teknoloji ile yola çıksak, o hızla 39 yılda ulaşabiliriz. Belki de birileri de bizi bulmuştur, sadece izliyordur, ne dersiniz?
Neyse. Bu gelişme ile ilgili esas odaklanmamız gereken nokta şu. Güneş Sistemi’ndeki gezegenleri ve onların uyduları ile diğer gök cisimleri inceleyerek geçirilen onca yılda elde edilen birikim son on yıl içerisinde keşfedilen çok uzaklardaki başka yıldızların etrafında salınan gezegenleri daha kolay tanımamızda, onları sınıflandırmamızda büyük kolaylıklar sağladı. Bu gerçeği görmek lazım. Örnek olarak, bugüne kadar Cassini uzay aracı ile Enceladus’u incelememiş olsaydık, TRAPPIST-1f hakkında bu tahminlerde bulunacak yeterli verimiz olmayabilirdi.
David Rothery, Solar system with seven Earth-like planets found around nearby star – here’s what they could be like, TheConversation, 22 Şubat 2017
Steven K. Blau, Seven Earth-sized planets around a tiny star, PhysicsToday, 22 Şubat 2017
Şub 23, 2017 Gökhan Atmaca
Güneş, Isı Ve Hareketten Enerji Üreten MalzemeNanojeneratörler: Yüzen Ağlar İle Dalga Gücünü Yakalamak
Yüzlerce Ötegezegenin Kendi Yıldızı Etrafında Dönüşü
Güvenlik için aşağıdaki boş kutuyu doldurabilir misiniz? * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA. bir + = 6
23 Şubat 2017	1 Yorum	AstroFizik, Dünya Dışı Yaşam, Enerji&Uzay, Fizik, Uzay Araştırmalarıdünya dışı yaşam arayışları, ötegezegenler