Uzayda otopsi

Astronomik otopsi gökadamızda dünya bolluğunu gösteriyor. Hesaplamalara göre Samanyolu'nda kayaç gezegen sayısı 3.5 milyar civarında.

Ölü yıldızların atmosferlerindeki ağır elementler, yutulan kayaç gezegenlerin artıkları: Bu da, Samanyolu’nda en az 3,5 milyar kayaç gezegenin varlığına işaret.

Yaklaşık yarım yüzyıl önce gökadamızda başka akıllı uygarlıkların var olma olasılığıyla ilgili bir formül geliştiren Amerikalı gökbilimci Frank Drake, istatistiksel bir hesapla Samanyolu’nda çok sayıda Dünya benzeri gezegen bulunabileceği, bunların bazılarında da yaşam gelişebileceği sonucuna varmıştı.

Tabii ki yaşamın, en azından tanıdığımız biçiminin gelişebilmesi için yıldızın tipinden, yaşından tutun da çevresindeki gezegenlerin özelliklerine kadar çok sayıda özel koşulun bir araya gelmesi gerekiyor (Bkz: “Yeni Dünyalar”, NTV Bilim, sayı 2, Nisan 2009, s: 48-57). Ama en temel gereksinimlerden biri, Dünyamız gibi kayaç bir gezegenin varlığı.

Son yıllarda yeryüzünde kurulu ve uzaya gönderilmiş teleskoplarla yapılan gözlemlerde 450’nin üzerinde gezegen keşfedildi. Ama bunların çok büyük çoğunluğu, Güneş Sistemimizdeki en büyük gezegen olan Jüpiter kütlesinde ya da ondan daha büyük “gaz devleri”. Bu büyük gezegenleri, çevresinde dolandıkları yıldızın hareketinde yol açtıkları “yalpa”, ya da önünden geçtiği sırada yıldızın gözlenen ışığındaki periyodik azalmalar sayesinde belirlemek görece kolay. Kayaç gezegenleri belirlemekse oldukça güç. Gerçi geçen yıl uzaya fırlatılan ve Güneş çevresinde yörüngeye oturtulan Kepler uydusu, binlerce yıldızı aynı anda gözleyerek kayaç gezegenlerin imzasını arıyor, ama şimdiye kadar bulabildikleri tek tük gezegen.

Şimdiyse, İngiltere, İskoçya, ABD ve Kanada’daki üniversite ve gözlemevlerinden gökbilimciler, çok değişik bir yöntemle, gökadamız Samanyolu’nda Drake’i haklı çıkaracak sayıda Dünya benzeri kayaç gezegen bulunabileceğini ortaya koydular. Kullandıkları yöntem, ölü yıldızlara otopsi!

ÖLÜDEN ÖLÜYE FARK VAR!
Dev yıldızlar, kısa ömürlerini muazzam süpernova patlamalarıyla noktalıyorlar. Merkezdeki termo nükleer tepkimelerle hafif atom çekirdeklerinin hidrojenden başlayarak daha ağır çekirdeklere dönüştürülmesi süreci sonunda merkez demirle dolunca, artık enerji üretemeyen merkez yıldızın muazzam kütlesinin baskısıyla çökerek 10-20 km çaplı bir nötron yıldızına ya da bir karadeliğe dönüşüyor. Yıldızın yaşam süresince üretilmiş ağır elementlerle zenginleşmiş dış katmanlarsa süpernova patlamasıyla uzaya saçılıyor. Muazzam patlama sırasında demirden de ağır elementler sentezleniyor. Uzaya püsküren tüm bu ağır elementler yıldızlar arasındaki ortamda dev gaz ve toz bulutlarını “zenginleştiriyor”. Bu bulutlarda ortaya çıkan yeni kuşak yıldızların bileşiminde de bu ağır elementlerin derişimi giderek artıyor.

Güneş benzeri yıldızların ölüm süreciyse farklı. Gökbilimciler, “Güneş benzeri” tanımlamasına, Güneşimizin dahil olduğu G sınıfı sarı yıldızların yanısıra Güneş’ten biraz daha kütleli A sınıfı (beyaz), F sınıfı (sarı-beyaz) ve Güneş’ten biraz daha küçük K sınıfı (turuncu cüce) yıldızları da katıyorlar.

Bu kategorideki yıldızlar, 9-10 milyar yıllık ömürleri sırasında merkezlerindeki termonükleer tepkimeleri karbon ve oksijen sentezine kadar sürdürüyorlar. Merkez karbon ve oksijenle dolduğunda meydana gelen gelişmeler sonucu yıldız, çapının 200 katına kadar şişerek bir “kırmızı dev” haline geliyor (Güneşimiz de bir kırmızı dev haline geldiğinde Merkür, Venüs ve Dünya’yı içine alacak). Yıldız, daha sonra dış katmanlarını yavaşça uzaya salıyor. Yaklaşık Dünyamız boyutlarına kadar sıkışmış sıcak merkez de bir “beyaz cüce” olarak ortaya çıkıyor ve ağır ağır soğuyup sonunda ışık yaymayan bir “siyah cüce”ye dönüşüyor.

İşte sözü edilen ekibin incelediği, A ve F sınıfndan yıldızların ölüm artığı olan özel bir grup beyaz cüce. Bunlar, atmosferlerindeki helyum ve hidrojenle, bunlardan daha ağır elementlerin (gökbilim jargonunda bunların hepsine metal deniyor) bolluk ve birbirine olan oranlarına göre alt sınıflara ayrılıyorlar.

1 MİLYAR KAYAÇ GEZEGEN
Ekipteki araştırmacılar, Sloan Sayısal Gökyüzü Araştırması (Sloan Digital Sky Survey – SDSS) adlı çok sayıda yıldız ve gökadanın gözlendiği bir araştırmada özellikleri belirlenen toplam 146 beyaz cüceden oluşan bir örneği incelemişler. Örnekteki beyaz cücelerden 109’unun atmosferlerinde büyük oranda kalsiyuma rastlanmış. Bu element orijinal yıldızın kendisi tarafından sentezlenmiş değil. İncelenen beyaz cücelerin konumları ve gökada içindeki hareketleri, bunların sahip oldukları kalsiyumu süpernova artığı ağır metallerce zenginleştirilmiş dev gaz bulutlarının içinden geçerek kazanmış olmadıklarını da gösteriyor.

O halde bu kalsiyum zenginliğinin tek kaynağı olarak da beyaz cücelerin kırmızı dev aşamasındayken yuttukları kayaç gezegenler kalıyor! Bundan yola çıkan araştırmacılar, Samanyolu’ndaki Güneş benzeri yıldızlardan en az % 3,5 kadarının en az bir kayaç gezegene sahip olduğunu hesaplamışlar. Buradan da yüzmilyarlarca yıldızdan oluşan Samanyolu’nda 1 milyar kadar kayaç gezegenin bulunduğu sonucunu çıkarmışlar.

Araştırmacılara göre bu kayaç dünyaların en az küçük bir yüzdesi, yıldızlarının çevresinde tanıdığımız yaşam için gerekli olan sıvı haldeki suyun bulunabileceği uygun sıcaklığa sahip “yaşanabilir bölge” içinde dolanıyor olabilir.
[Bu mesajın devamını görebilmek için kayıt olun ya da giriş yapın