Samanyolu galaksisinde 4.000 ışık yılı uzakta Dünya gibisi bir gezegenin keşfi, Güneş’in beyaz bir cüce yıldıza dönüştüğü ve donup harap olan Dünya’nın Mars’ın yörüngesinin ötesine göç ettiği milyarlarca yıl sonra gezegenimizin nasıl bir hal alabileceğini şimdiden görmemizi sağlıyor.
Berkeley – California Üniversitesinde çalışan gökbilimcilerin Hawaii’deki Keck 10 metre teleskobuyla yapılan müşahedelerden sonra keşfettiği bu uzaktaki gezegen sistemi, Güneş-Dünya sistemine yönelik beklentiler bakımından çok benzeri görünüyor: Güneş’in kütlesinin yaklaşık yarısı kadar olan beyaz bir cüce yıldızdan ve günümüzdeki Dünya’nın iki katı genişliğindeki yörüngede Dünya boyutundaki bir refakatçiden oluşuyor.
Dünya’nın bahtı de muhtemelen bu türlü olacak.
Populer Science Türkçe’nin aktardığına nazaran Güneş nihayetinde bir balon üzere şişerek, Dünya’nın günümüzdeki yörüngesinden daha büyük bir alanı kaplayacak ve bu süreçte Merkür ile Venüs’ü yutacak. Yıldızımız genişleyip kızıl bir dev haline gelirken, azalan kütlesi de gezegenleri daha uzak yörüngelere göç etmeye zorlayacak ve Güneş’ten uzakta hayatta kalma istikametinden Dünya’ya ufak bir talih bırakacak. En sonunda bu kırmızı devin dış katmanları kaybolarak, geride bir gezegenden daha büyük olmayan lakin bir yıldız kütlesine sahip olan ağır, beyaz bir cüce bırakacak. Dünya o vakte kadar dayanırsa, muhtemelen şimdiki boyutunun iki katı büyüklüğünde bir yörüngeye girecek.
Bu hafta Nature Astronomy bülteninde yayımlanacak olan keşif, bilim beşerlerine Güneş üzere ana sekans yıldızların kızıl dev evresinden beyaz cüceye kadarki evrimi konusunda ve bunun etraflarındaki gezegenleri nasıl etkilediği hakkında bilgi sunuyor. Birtakım çalışmalarda, bu sürecin Güneş için yaklaşık 1 milyar yıl içinde başlayabileceği ve sonunda Dünya’nın okyanuslarını buharlaştırarak, Dünya’nın yörünge çapını iki katına çıkarabileceği öne sürülüyor; tabi genişleyen yıldız birinci evvel bizim gezegenimizi içine almazsa.
Nihayetinde, bundan yaklaşık 8 milyar yıl sonra Güneş’in dış katmanları dağılarak geriye Güneş’in yarı kütlesi kadar ve boyutu Dünya’dan daha küçük olan ağır, parlayan bir top (bir beyaz cüce) bırakmış olacak.
Önceden Berkeley – California Üniversitesinde doktora öğrencisi olan ve şu an San Diego – California Üniversitesinde doktora sonrası araştırma vazifelisi olarak görev yapan çalışmanın lideri Keming Zhang, “Dünya’nın 6 milyar yıl içinde bu kızıl dev Güneş tarafından yutulmaktan kaçınıp kaçınamayacağına ait şimdi bir fikir birliğimiz yok” diyor. “Herhangi bir durumda Dünya gezegeni, yalnızca bir milyar yıl daha yaşanabilir kalacak ve o noktada Dünya’daki okyanuslar firari sera gazı tesiriyle buharlaşmış olacak; kızıl dev tarafından yutulma tehlikesinden çok öncesinde.”
Bu gezegen sistemi, gezegenin sağ kurtulduğu bir örnek de sunuyor lakin soluk beyaz cücenin yaşanabilir bölgesinin çok dışında kalan gezegenin ömür barındırma ihtimali yok. Mesken sahibinin hala Güneş’e misal bir yıldız olduğu bir noktada yaşanabilir şartlar taşıyabilir.
Berkeley – California Üniversitesinde çalışan yardımcı profesör ve gökbilim kürsüsü lideri Jessica Lu, “Yaşamın Dünya’da bu (kızıl dev) periyodu atlatıp atlatamayacağı bilinmiyor” diyor. “Fakat en değerli şey, kızıl deve dönüştüğü vakit Güneş’in Dünya’yı yutmadığı. Keming’in bulduğu bu sistem, mesken sahibi yıldızının kızıl dev etabından sağ kurtulan bir gezegenin; muhtemelen temelinde Dünya’ya emsal bir yörüngede olan Dünya-benzeri bir gezegenin örneği.”
MİKROMERCEKLENME, YILDIZ IŞIĞINI BİN KATTAN DAHA FAZLA YÜKSELTİYOR
Galaksimizin merkezindeki tümseğin yanında yer alan bu uzaktaki gezegen sistemi, gökbilimcilerin dikkatini 2020 yılında daha uzak bir yıldızın önünden geçip yıldızın ışığını 1.000 kat artırırken çekmiş. Sistemin kütleçekimi, art plandaki yıldızdan gelen ışığa odaklanarak onu çoğaltan bir mercek üzere davranmış.
Bu “mikromerceklenme olayını” keşfeden araştırma grubu, Güney Yarımküre’deki Kore Mikromerceklenme Teleskop Ağı tarafından tespit edildiği için onu KMT-2020-BLG-0414 halinde isimlendirmiş. Art plandaki (aynı vakitte Samanyolu galaksisindeki fakat Dünya’dan yaklaşık 25.000 ışık yılı uzakta) yıldızın bu formda büyütülmesi, hâlâ iğne ucu boyutundaki bir ışık kadar. Tekrar de ışığın yoğunluğunda yaklaşık iki ayı aşkın bir müddette gerçekleşen değişim; araştırma kadrosunun, sistemin Güneş’in yaklaşık yarı kütlesine sahip bir yıldız, Dünya ile çabucak hemen tıpkı kütlede bir gezegen ve Jüpiter’in yaklaşık 17 katı kütleye sahip çok büyük bir gezegen (muhtemelen bir kahverengi cüce) içerdiğini varsayım etmesine imkan sağlamış. Kahverengi cüceler, çekirdekte füzyon başlatmak için gereken kütleye ulaşamayan yıldızlar.
Analizde ayrıyeten Dünya gibisi bu gezegenin, yıldızdan 1 ila 2 astronomik ünite uzaklıkta olduğuna karar verilmiş; yani Dünya ile Güneş’in ortasındaki uzaklığın iki katı kadar. Ana yıldızın ışığı, art plandaki yıldızın büyütülmüş ışığı ile yakındaki birkaç yıldızın parıltısında kaybolduğundan yıldızın hangi tip olduğu belirlenememiş.
Zhang ve meslektaşları ile Berkeley – California Üniversitesinde çalışan gökbilimciler Jessica Lu ve Joshua Bloom, yıldızın tipini belirlemek için 2023 yılında Hawaii’deki Keck II 10 metre teleskobunu kullanarak bu merceklenme sistemine daha yakından bakmışlar. Kelam konusu teleskop, atmosferdeki bulanıklaşmayı gidermek için adaptif optiklerle donatılmış. Bu sistemi merceklenme olayından üç yıl sonra gözlemledikleri için de evvelce 1.000 büyütülen art plandaki yıldız gereğince soluklaşarak, merceklenen yıldız güya Güneş üzere tipik bir ana sekans yıldızıymış üzere görünebilir hale gelmiş.
Fakat Zhang, iki başka Keck manzarasında hiçbir şey tespit etmemiş.
“Vardığımız kanılar alternatif senaryoları elemeye dayanıyor zira olağan bir yıldız basitçe görünürdü” diyor Zhang. “Mercek hem karanlık hem de düşük kütleli olduğundan, cismin yalnızca bir beyaz cüce olabileceğine karar verdik.”
Samanyolu galaksisinde hür gezen yıldız kütleli kara deliklerin sebep olduğu mikromerceklenme olaylarını arayan Lu, “Bu hadise, hiçbir şey görmemenin aslında bir şey görmekten daha değişik olduğu bir durum” diyor.
Mikromerceklenme yoluyla ötegezegenlerin bulunması
Bu keşif Zhang’ın, bir gezegenin mevcudiyetini gösteren mikromerceklenme olayları üzerinde daha yakından çalışarak ötegezegenlerin hangi tip yıldızların etrafında bulunduğunu anlamak için yürüttüğü bir projenin kesimi.
“Biraz baht da vardı zira gezegenli mikromerceklenme yıldızının beyaz cüce çıkması 10’da 1’den daha düşük bir ihtimal” diyor Zhang.
Yeni müşahedeler, Zhang ve meslektaşlarına kahverengi cücenin pozisyonuna ait bir meçhullüğü de çözme imkanı sağlamış.
Zhang sıcak Jüpiter’ler isimli bir gezegen sınıfını kastederek, “Esas tahlil, bu kahverengi cücenin ya Neptün üzere çok geniş bir yörüngede ya da Merkür’ünkinden epeyce dar bir yörüngede olduğunu göstermişti” diyor. “Ancak bir yıldız kalıntısının etrafında döndüğünü artık bildiğimiz için bu durum ihtimal dahilinde değil zira yutulmuş olurdu.”
Bu modelleme belirsizliğinin sebebi, iki farklı merceklenme biçiminin tıpkı merceklenme tesirine yol açabildiği mikromerceklenme bozulması. Bu bozulma, Zhang ve Bloom’un 2022 yılında bir yapay zeka prosedürüyle mikromerceklenme canlandırmalarını tahlil ettiklerinde keşfettiklerine benziyor. Zhang tıpkı yapay zeka yolunu, KMT-2020-BLG-0414’ün gözden kaçmış olabilecek alternatif modellerini elemek için de uygulamış.
“Mikromerceklenme, örneğin geçiş prosedürü yahut ışınsal sürat usulü üzere klâsik araçlarla gözlemlenip tespit edilemeyen öteki yıldız sistemlerini incelemede çok değişik bir yola dönüştü” diyor Bloom. “Bu mikromerceklenme kanalıyla açılan tamamıyla bir dünya dizisi var. Bunun üzere egzotik yapılar bulmanın eşiğinde olmamız ise heyecan verici.”
NASA’nın 2027 yılında fırlatılması planlanan Nancy Grace Roman Teleskobu’nun gayelerinden biri de mikromerceklenme olaylarından gelen ışık eğimlerini ölçerek ötegezegen bulmak. Bunların pek birçoklarının, kelam konusu ötegezegenlere konut sahipliği yapan yıldız tiplerinin belirlenmesi için başka teleskoplarla takip edilmesi gerekecek.
“Gereken şey, ör. adaptif optikler ve Keck Rasathanesi üzere dünyanın en güzel tesisleriyle dikkatli bir takip yapılması; yalnızca bir gün ya da bir ay sonra değil, gelecekteki pek çok yıl boyunca. Mercek art plandaki yıldızdan uzaklaştıktan sonra gördüğünüz şeyi açıklığa kavuşturmaya başlayabilirsiniz” diyor Bloom.
Zhang, Dünya’nın Güneş’in yaklaşık bir milyar yıl içerisinde gerçekleşecek kızıl dev kademesi sırasında yutulması halinde bile insanlığın dış Güneş sisteminde sığınacak bir yer bulabileceğini belirtiyor. Jüpiter’in Europa, Callisto ve Ganymede üzere birkaç uydusu ile Satürn’ün etrafında dolanan Enceladus, kızıl devin dış katmanları genişledikçe eriyebilecek donuk su okyanusları barındırıyor üzere duruyor.
“Güneş kızıl bir deve dönüşürken, yaşanabilir bölge Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesine yanlışsız geçecek ve bu uyduların pek birden fazla okyanus gezegenleri haline gelecek” diyor Zhang. “Bence o durumda insanlık oraya göç edebilir.”
Makalenin öteki müellifleri ortasında KMT-2020-BLG-0414 hakkındaki birinci makalenin eş muharrirleri olan ve Çin’in Pekin kentindeki Tsinghua Üniversinde çalışan Weicheng Zang ile Shude Mao; artık ABD, Pasadena’daki California Teknoloji Enstitüsünde (Caltech) yardımcı profesör olarak çalışan ve evvelce Berkeley – California Üniversinde doktora öğrencisi olan Kerim El-Bedri; ABD, Seattle’daki Washington Üniversinde çalışan Eric Agol; ABD, Columbus’taki Ohio Eyalet Üniversitesinde çalışan B. Scott Gaudi; ABD, San Diego – California Üniversinde çalışan Quinn Konopacky; Berkeley – California Üniversitesinde çalışan Natalie LeBaron ve ABD, College Park’taki Maryland Üniversitesinde çalışan Sean Terry bulunuyor.