Galaksimizin bir yerinde başka bir Dünya var mı? Son zamanlarda Kepler uzay aracının lauch ile gökbilimciler, Dünya benzeri bir yörüngede Dünya büyüklüğünde bir gezegen bulmaya yaklaşıyorlar. Ancak bu arama başarılı olduğunda, araştırmayı yönlendiren bir sonraki soru şu olacaktır: Bu gezegen yaşanabilir mi? Dünya benzeri bir atmosferi var mı? Bu soruları cevaplamak kolay olmayacak. Ancak görev için teleskop, 2013'te planlanan bir lansman için hazırlanan James Webb Uzay Teleskobu (JWST). İki araştırmacı, JWST'nin varsayımsal Dünya benzeri gezegenlerin atmosferini karakterize etme yeteneğini inceledi ve bunun teleskop olduğunu buldu. bu, yakın Dünya boyutlarındaki dünyalar için ozon ve metan gibi biyobelirteç adı verilen belirli gazları tespit edebilecekti. (İlgili makalemize bakın: JWST'de Dr.John Mather ile Soru-Cevap.)
Harvard-Smithsonian Merkezi'nden Lisa Kaltenegger, büyük aynası ve uzaydaki L2 noktasında yer alması nedeniyle, James Webb Uzay Teleskobu, gökbilimcilere yakın Dünya benzeri dünyaların yaşanabilirliği hakkındaki cevapları bulma konusunda ilk gerçek olasılığı sunacak. Jet Propulsion Laboratuarı'ndan Astrofizik ve Wesley Traub için. Kaltenegger, “Bir transit etkinliği sırasında Dünya benzeri bir gezegenin atmosferini deşifre etmek için gerçekten şanslı olmamız gerekecek, böylece Dünya'ya benzediğini söyleyebiliriz” dedi. "Bunu yapmak için birçok geçiş eklememiz gerekecek - 20 ışık yılı kadar yakın yıldızlar için bile yüzlerce."
“Zor olmasına rağmen, uzak bir gezegenin atmosferini karakterize etmek inanılmaz heyecan verici bir çaba olacak” diye ekledi.
Bir transit olayda, uzak, dünya dışı bir gezegen, Dünya'dan görüldüğü gibi yıldızının önünde kesişir. Gezegen geçerken, atmosferindeki gazlar yıldız ışığının küçük bir kısmını emer ve her bir gaza özel parmak izleri bırakır. Yıldızın ışığını bir renk veya spektrum gökkuşağına bölerek, gökbilimciler bu parmak izlerini arayabilirler. Kaltenegger ve Traub, bu parmak izlerinin JWST tarafından tespit edilip edilemeyeceğini araştırdı.
Transit tekniği çok zordur. Dünya bir basketbol büyüklüğünde olsaydı, atmosfer bir kağıt kadar ince olurdu, bu yüzden ortaya çıkan sinyal inanılmaz derecede küçük. Dahası, bu yöntem sadece gezegen yıldızının önünde olduğunda çalışır ve her geçiş en fazla birkaç saat sürer.
Kaltenegger ve Traub ilk olarak Güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen Dünya benzeri bir dünyayı düşündüler. Tek bir geçişten algılanabilir bir sinyal almak için yıldız ve gezegenin Dünya'ya çok yakın olması gerekir. Yeterince yakın Güneş benzeri yıldız Alpha Centauri A'dır. Henüz böyle bir dünya bulunamamıştır, ancak teknoloji artık Dünya büyüklüğündeki dünyaları algılayabilmektedir.
Çalışma ayrıca kırmızı cüce yıldızların etrafında dönen gezegenleri de ele aldı. M tipi olarak adlandırılan bu tür yıldızlar, Samanyolu'nda en bol olanıdır - Güneş gibi sarı, G tipi yıldızlardan çok daha yaygındır. Ayrıca Güneş'ten daha serin ve daha sönük, aynı zamanda daha küçük, bu da bir M yıldızını geçen Dünya benzeri bir gezegen bulmayı kolaylaştırıyor.
Dünya benzeri bir dünya, sıvı su için yeterince ısınmak için kırmızı bir cücenin yakınında yörüngede kalmak zorunda kalacaktı. Sonuç olarak, gezegen daha çabuk yörüngeye dönecek ve her geçiş birkaç saat ila sadece dakika sürecekti. Ancak belirli bir sürede daha fazla geçişe uğrayacaktı. Gökbilimciler, birkaç geçişten sinyal ekleyerek, kırmızı cüce yıldızları daha sık geçişleri nedeniyle çekici hedefler haline getirerek atmosferi algılama şanslarını artırabilirler.
Güneş gibi bir yıldızın etrafında dönen Dünya benzeri bir dünya, yılda bir kez 10 saatlik bir geçiş geçirir. 100 saatlik toplu taşıma gözlemlerinin biriktirilmesi 10 yıl alacaktır. Buna karşılık, orta büyüklükte bir kırmızı cüce yıldızın etrafında dönen bir Dünya, her 10 günde bir bir saatlik bir geçişe maruz kalır. 100 saatlik transit gözlem biriktirmek üç yıldan daha az sürecektir.
Kaltenegger, “Yakındaki kırmızı cüce yıldızlar, geçiş yapan bir Dünya atmosferinde biyobelirteçleri tespit etmek için en iyi olanağı sunuyor” dedi.
“Nihayetinde, doğrudan görüntüleme - gezegenin kendisinden gelen ışığın fotonlarını incelemek - Dünya benzeri dünyaların atmosferini karakterize etmek için geçiş tekniğinden daha güçlü bir yöntem olabilir” dedi Traub.
Aşırı sıcak, dev ekstrasolar gezegenlerin ham sıcaklık haritalarını oluşturmak için doğrudan çalışmalar zaten kullanılmıştır. Yeni nesil aletlerle, gökbilimciler sadece sıcaklıkları değil, atmosferik bileşimleri inceleyebilirler. Bir gezegenin yüzlerce geçişini ekleyerek veya yıldız ışığını engelleyerek ve gezegenin ışığını doğrudan analiz ederek “soluk mavi noktanın” karakterizasyonu oradan sonraki adımdır.
En iyi senaryoda, Alpha Centauri A, henüz kimsenin görmediği, dünya benzeri bir gezegene sahip olabilir. Daha sonra, gökbilimciler gezegenin atmosferini çözmek ve muhtemelen ilk ikiz Dünya'nın varlığını doğrulamak için sadece bir avuç geçişe ihtiyaç duyacaklardı.
Kaynak: Harvard Astrofizik Merkezi
