Beri Kepler Uzay Teleskobu uzaya fırlatıldı, Güneş Sistemimizin ötesindeki bilinen gezegenlerin sayısı (dış gezegenler) katlanarak arttı. Şu anda, 2.918 yıldız sisteminde 2.917 gezegen onaylanmışken, 3.368 onay beklemektedir. Bunlardan, yıldızlarının çevreleyen yaşanabilir bölgesinde (yani “Goldilocks Bölgesi”) yaklaşık 50 yörünge, bir gezegenin yüzeyinde sıvı suyun var olabileceği mesafe.
Bununla birlikte, son araştırmalar, yaşanabilir bir bölge olduğunun çok iyimser olduğunu düşünüyoruz. Yakın zamanda çevrimiçi olarak ortaya çıkan ve “Karmaşık Yaşam için Sınırlı Bir Yaşanabilir Bölge” başlıklı yeni bir araştırmaya göre, yaşanabilir bölgeler başlangıçta düşündüğünden çok daha dar olabilir. Bu bulgular, bilim adamlarının “potansiyel olarak yaşanabilir” olduğunu düşündüğü gezegen sayısı üzerinde ciddi bir etkiye sahip olabilir.
Çalışma, Riverside, California Üniversitesi NASA Doktora Sonrası Program Üyesi Edward W. Schwieterman tarafından yönetildi ve Alternatif Dünyalar Ekibinden (NASA Astrobiyoloji Enstitüsü'nün bir parçası) araştırmacıları, Exoplanet Sistem Bilimi Nexus'unu (NExSS), ve NASA Uzay Araştırmaları Goddard Enstitüsü.
Önceki tahminlere göre Kepler veriler, bilim adamları sadece Samanyolu Gökadasında 40 milyar Dünya benzeri gezegen olduğu ve 11 milyarı Güneşimizin yıldızları gibi yörüngesinde (yani G tipi sarı cüceler) olduğu sonucuna vardı. Diğer araştırmalar, yaşanabilir bölgeleri tanımlamak için kullandığımız parametrelere bağlı olarak bu sayının 60 milyar hatta 100 milyar kadar yüksek olabileceğini göstermiştir.
Samanyolu'nun hayatla dolu olabileceğini öne sürdükleri için bu sonuçlar kesinlikle cesaret verici. Ne yazık ki, güneş dışı gezegenlerle ilgili daha yeni araştırmalar bu önceki tahminler hakkında şüphe uyandırdı. Bu, özellikle M tipi (kırmızı cüce) yıldızların yörüngesindeki gelgit kilitli gezegenlerin söz konusu olduğu durumdur.
Buna ek olarak, Dünya'da yaşamın nasıl evrimleştiğine dair yapılan araştırmalar, tek başına suyun yaşamı garanti etmediğini ya da bu nedenle oksijen gazının varlığını göstermediğini gösterdi. Bunun yanı sıra, Schwieterman ve meslektaşları bildiğimiz kadarıyla yaşam için gerekli olan iki büyük biyo-imzayı daha düşündüler - karbondioksit ve karbon monoksit.
Bu bileşiklerin çok fazlası karmaşık yaşam için toksik olurken, çok azı erken prokaryotların ortaya çıkmayacağı anlamına gelir. Dünya üzerindeki yaşam herhangi bir gösterge ise, daha karmaşık, oksijen tüketen yaşam formlarının gelişmesi için temel yaşam formları gereklidir. Bu nedenle Schwieterman ve meslektaşları bunu dikkate almak için yaşanabilir bir bölge tanımını gözden geçirmeye çalıştılar.
Adil olmak gerekirse, yaşanabilir bir bölgenin kapsamını hesaplamak asla kolay değildir. Yıldızlarından uzak olmalarına ek olarak, bir gezegenin yüzey sıcaklığı, atmosferdeki çeşitli geri bildirim mekanizmalarına bağlıdır - Sera Etkisi gibi. Bunun da ötesinde, yaşanabilir bir bölgenin geleneksel tanımı “Dünya benzeri” koşulların varlığını varsayar.
Bu, azot, oksijen, karbondioksit ve su açısından zengin ve Dünya'da bulunan aynı karbonat-silikat jeokimyasal döngü işlemi ile stabilize edilen bir atmosfer anlamına gelir. Bu süreçte, sedimantasyon ve ayrışma silikat kayaçlarının karbonlu olmasına neden olurken, jeolojik aktivite karbon kayaçlarının tekrar silikat bazlı olmasına neden olur.
Bu, atmosferdeki karbondioksit seviyelerinin nispeten kararlı kalmasını sağlayan ve böylece yüzey sıcaklıklarında (yani Sera Etkisi) bir artışa izin veren bir geri besleme döngüsüne yol açar. Gezegen yaşanabilir bölgenin iç kenarına ne kadar yakın olursa, bunun gerçekleşmesi için daha az karbondioksit gerekir. Schwieterman'ın MIT Technology Review tarafından yazılan son makalesinde açıkladığı gibi:
“Ancak, yaşanabilir bölgenin orta ve dış bölgeleri için, atmosferik karbondioksit konsantrasyonlarının yüzey sıvı suyu için elverişli sıcaklıkları korumak için çok daha yüksek olması gerekir.”
Örnek olarak, ekip örnek olarak Kepler-62f'yi, Dünya'dan yaklaşık 990 ışıkyılı uzaklıkta bulunan K tipi bir yıldızın (Güneşimizden biraz daha küçük ve daha sönük) dönen bir süper Dünya'yı kullandı. Bu gezegen yıldızını Venüs'ün Güneş ile yaklaşık aynı mesafede yörüngede toplar, ancak yıldızın alt kütlesi, yaşanabilir bölgenin dış kenarında olduğu anlamına gelir.
2013 yılında keşfedildiğinde, bu gezegenin dünya dışı yaşam için iyi bir aday olduğu ve yeterli bir Sera Etkisinin var olduğu varsayıldı. Bununla birlikte, Schwieterman ve meslektaşları, karmaşık yaşam formları ilk geliştiğinde (yaklaşık 1.85 milyar yıl önce) Dünya'da bulunanlardan 1000 kat daha fazla karbondioksit (300 ila 500 kilopaskal) alacağını hesapladılar.
Bununla birlikte, bu miktardaki karbondioksit, burada Dünya'daki çoğu karmaşık yaşam formu için toksik olacaktır. Sonuç olarak, Kepler-62f sıvı suya sahip olacak kadar sıcak olsa bile yaşam için uygun bir aday olmayacaktır. Bu fizyolojik kısıtlamaları hesaba kattıklarında, Schwieterman ve ekibi, karmaşık yaşam için yaşanabilir bölgenin önemli ölçüde daha dar olması gerektiği sonucuna vardı - daha önce tahmin edilenlerin dörtte biri.
Schwieterman ve meslektaşları ayrıca bazı dış gezegenlerin soğuk yıldızların yörüngesinde daha yüksek karbon monoksit seviyelerine sahip olduklarını hesapladılar. Bu, Evrendeki yıldızların% 75'ini oluşturan ve doğada karasal (yani kayalık) gezegenleri bulmak için en muhtemel yer olduğu düşünülen kırmızı cüce yıldızların yaşanabilir bölgeleri üzerinde önemli bir kısıtlama getiriyor.
Bu bulguların, bir yıldızın yaşanabilir bölgesinin sınırlarından bahsetmek yerine, bilim adamlarının “potansiyel olarak yaşanabilir” olduğunu düşündükleri üzerinde ciddi etkileri olabilir. Schwieterman'ın açıkladığı gibi:
“Bir sonuç, geç M cücelerinin yörüngesindeki gezegenlerde veya yaşanabilir bölgelerinin dış kenarına yakın potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlerde akıllı yaşam veya teknik işaretler bulmayı beklemeyebileceğimizdir.”
Konuları daha da karmaşıklaştırmak için, bu çalışma, geç yaşanabilir gezegenler olarak kabul edilebilecek şeyler üzerinde ek kısıtlamalar koymak için birkaç çalışmadan biridir. Sadece 2019'da, kırmızı cüce yıldız sistemlerinin yaşam için gerekli hammaddelere nasıl sahip olamayacağını ve kırmızı cüce yıldızların fotosentezin gerçekleşmesi için yeterli foton sağlayamayacağını gösteren araştırmalar yapılmıştır.
Bütün bunlar galaksimizdeki yaşamın daha önce düşünüldüğünden daha nadir olabileceği ihtimalini arttırıyor. Ancak elbette, habitatın sınırlarının ne olduğunu kesin olarak bilmek daha fazla çalışma gerektirecektir. Neyse ki, önümüzdeki on yıl içinde birkaç yeni nesil teleskop faaliyete geçeceğinden, öğrenmek için çok fazla beklemek zorunda kalmayacağız.
Bunlar arasında James Webb Uzay Teleskopu (JWST), Son derece Büyük Teleskop (ELT) ve Dev Macellan Teleskopu (GMT). Bu ve diğer son teknoloji aletlerin, ötegezegenlerin çok daha ayrıntılı çalışmalarına ve karakterizasyonlarına izin vermesi beklenmektedir. Ve yaptıklarında, orada yaşamın ne kadar olası olduğu hakkında daha iyi bir fikrimiz olacak.
