Fotoğraf kredisi: NASA
Mahvolduk. Bir gün Dünya, şişmiş bir kırmızı yıldızın etrafında dönen yanmış bir kül olacak.
Bu, güneşimiz gibi bir ana dizi yıldızına yakın yaşayan herhangi bir gezegenin nihai kaderi. Ana dizi yıldızları hidrojenle çalışır ve bu yakıt bittiğinde helyuma geçer ve kırmızı bir dev haline gelirler. Güneşin kırmızı bir deve geçişi Dünya için üzücü bir haber olsa da, güneş sistemimizin en uzak bölgelerindeki buzlu gezegenler ilk kez güneşin sıcaklığında güneşlenecek.
Güneş, yaşamı boyunca yavaş ama sürekli olarak daha parlak ve daha sıcak büyüyor. Güneş yaklaşık 4 milyar yıl içinde kırmızı bir dev olduğunda, tanıdık sarı güneşimiz canlı bir kırmızıya dönüşecektir, çünkü esas olarak kızılötesi ve görünür kırmızı ışığın düşük frekans enerjisini yayar. Binlerce kat daha parlak büyüyecek ve yine de daha soğuk bir yüzey sıcaklığına sahip olacak ve atmosferi genişleyecek, yavaşça Merkür, Venüs ve hatta Dünya'yı yuttu.
Güneş atmosferinin Dünya'nın 1 AU yörüngesine ulaşacağı tahmin edilirken, kırmızı devler çok fazla kütle kaybetme eğilimindedir ve bu kovulmuş gaz dalgası Dünya'yı menzil dışına itebilir. Ancak Dünya tüketilsin ya da sadece şarkı söylensin, Dünya üzerindeki tüm yaşam unutulmaya başlamış olacak.
Yine de, Güneybatı Araştırma Enstitüsü'nün Boulder, Colorado'daki Uzay Araştırmaları Bölümü Direktörü S. Alan Stern tarafından yayınlanan Astrobiyoloji dergisinde yayınlanan bir makaleye göre, hayatı mümkün kılan koşullar güneş sisteminin başka bir yerinde ortaya çıkabilir. 10 ila 50 AU arasında bulunan gezegenlerin kırmızı dev güneşin yaşanabilir bölgesinde olacağını söylüyor. Bir güneş sisteminin yaşanabilir bölgesi, suyun sıvı halde kalabileceği bölgedir.
Yaşanabilir bölge, güneş daha parlak ve daha parlak büyüdükçe 10 ila 50 AU bölgesinde yavaş yavaş kayacak ve kırmızı dev fazından geçecektir. Satürn, Uranüs, Neptün ve Plüton, buzlu ayları ve Kuiper Kuşağı Nesneleri gibi 10 ila 50 AU arasında yer alır. Ancak tüm bu dünyaların yaşamda eşit şansı olmayacak.
Gazlı gezegenler Satürn, Neptün ve Uranüs'te yaşanabilirlik beklentileri, kırmızı dev geçişten çok fazla etkilenmeyebilir. Gökbilimciler, diğer güneş sistemlerinde ana yıldızlarına çok yakın yörüngede dönen gazlı gezegenler keşfettiler ve bu “sıcak Jüpiterler” yoğun radyasyona yakınlıklarına rağmen gazlı atmosferlerine tutunuyor gibi görünüyor. Bildiğimiz gibi yaşam gazlı gezegenlerde ortaya çıkması muhtemel değildir.
Stern, Neptün’ün ayı Triton, Plüton ve onun ay Charon'u ve Kuiper Kuşağı Nesnelerinin yaşam için en iyi şansı olacağını düşünüyor. Bu cisimler organik kimyasallar açısından zengindir ve kırmızı dev güneşin ısısı buzlu yüzeylerini okyanuslara eritecektir.
“Güneş kırmızı bir dev olduğunda, güneş sistemimizin buz dünyaları eriyecek ve onlarca milyonlarca yıl boyunca okyanus vahaları olacak” diyor Stern. “Güneş sistemimiz daha sonra olduğu gibi yüzey okyanuslarıyla bir dünyayı değil, yüzlerce, dev gezegenlerin tüm buzlu uyduları için ve Kuiper kuşağının buzlu cüce gezegenleri de okyanusları taşıyacak. Plüton'daki sıcaklık o zamanlar Miami Beach’in sıcaklığından çok farklı olmayacağı için, bu dünyalara son yıllarda güneş benzeri yıldızların etrafında dönen sıcak Jüpiterlerin çoğuna benzeyen 'sıcak Plütonlar' demeyi seviyorum. ”
Bununla birlikte, güneşin etkisi tüm hikaye değildir - gezegensel bir cismin özellikleri, yaşanabilirliği belirlemek için uzun bir yol kat eder. Bu özellikler bir gezegenin iç aktivitesini, bir gezegenin yansıtıcılığını veya “albedo” nu ve atmosferin kalınlığını ve bileşimini içerir. Bir gezegen, yaşanabilirliği destekleyen tüm unsurlara sahip olsa bile, hayat mutlaka ortaya çıkmayacaktır.
Seattle'daki Washington Üniversitesi'nden bir gökbilimci ve “Dünya Gezegeni'nin Yaşamı ve Ölümü” kitabının ortak yazarı Don Brownlee “Hayata başlamak için neyin gerekli olduğunu bilmiyoruz” diyor. Brownlee, sıcak ıslak iç mekanlar ve organik malzemeler gereken tek şey varsa, Pluto, Triton ve Kuiper Kemer Nesnelerinin hayatı barındırabileceğini söylüyor.
“Dikkatli bir kelime olarak, karbonlu kondrit meteoritleri üreten asteroitlerin iç kısımları, güneş sisteminin erken tarihinde belki milyonlarca yıl boyunca ılık ve ıslaktı” diyor Brownlee. “Bu cisimler hem su hem de organik maddeler açısından son derece zengindir ve yine de herhangi bir asteroidal göktaşı içinde canlılar olduğuna dair zorlayıcı bir kanıt yoktur.”
Gezegensel bir cismin yörüngesi de yaşam şansını etkileyecektir. Örneğin Plüton'un Dünya gibi güzel, düzenli bir yörüngesi yok. Plüton yörüngesi nispeten eksantriktir, güneşten uzaklığı değişir. Ocak 1979'dan Şubat 1999'a kadar Plüton güneşe Neptün'den daha yakındı ve yüz yıl içinde Neptün'den neredeyse iki kat daha uzak olacak. Bu tür yörünge, Pluto'nun aşırı soğutma ile dönüşümlü olarak aşırı ısınmasına neden olur.
Triton’un yörüngesi de kendine özgüdür. Triton geriye doğru yuvarlanan ya da “geriye doğru giden” tek büyük aydır. Triton bu sıradışı bir yörüngeye sahip olabilir, çünkü bir Kuiper Kemeri Nesnesi olarak oluştu ve daha sonra Neptün'ün yerçekimi tarafından yakalandı. Kararsız bir ittifaktır, çünkü retrograd yörünge Neptün ile gelgit etkileşimleri yaratır. Bilim adamları bir gün Triton'un Neptün'e çarpacağını veya küçük parçalara ayrılacağını ve gezegenin etrafında bir halka oluşturacağını tahmin ediyorlar.
Stern, “Triton yörüngesinin gelgit çürümesi için zaman ölçeği belirsizdir, bu yüzden etrafta olabilir veya güneşin kırmızı dev olduğu zamana kadar çökmüş olabilir” diyor. “Eğer Triton etrafta kalırsa, muhtemelen Pluto ile aynı türden organik zengin okyanus dünyasına benzeyecektir.”
Güneş yaklaşık 250 milyon yıl boyunca kırmızı bir dev gibi yanacak, ama yaşam için bir yer edinmek için yeterli zaman mı? Kırmızı dev ömrünün çoğu sırasında, güneş mevcut durumundan sadece 30 kat daha parlak olacaktır. Kırmızı dev fazın sonuna doğru güneş 1.000 kat daha parlak büyür ve bazen mevcut parlaklığın 6.000 katına ulaşan enerji atımları bırakır. Ancak bu yoğun parlaklık süresi birkaç milyon yıl veya on milyonlarca yıl sürecek.
Kırmızı devin en parlak evrelerinin özlü olması Brownlee'ye Pluto'nun yaşam için fazla söz vermediğini gösteriyor. Pluto’nun ortalama 40 AU yörüngesinden dolayı, Pluto'nun şu anda Dünya’da aldığımız aynı güneş radyasyonunu alması için güneşin 1.600 kat daha parlak olması gerekirdi.
Brownlee, “Güneş bu parlaklığa ulaşacak, ancak çok kısa bir süre için - sadece bir milyon yıl kadar,” diyor. “Plüton'un yüzeyi ve atmosferi bizim açımızdan“ iyileştirilecek ”, ancak önemli bir süre için iyi bir yer olmayacak”.
Kırmızı dev aşamadan sonra güneş daha sönük hale gelecek ve Dünya'nın boyutuna küçülecek ve beyaz bir cüce haline gelecektir. Kırmızı devin ışığına çıkan uzak gezegenler bir kez daha donmuş buz dünyaları olacak.
Eğer hayat kırmızı dev bir sistemde ortaya çıkarsa, hızlı bir başlangıç yapması gerekir. Dünya üzerindeki yaşamın, gezegenimizin doğmasından yaklaşık 800 milyon yıl sonra, 3.8 milyar yıl önce ortaya çıktığı düşünülmektedir. Ancak bunun nedeni muhtemelen iç güneş sistemindeki gezegenlerin 800 milyon yıl ağır asteroit bombardımanı yaşamasıdır. Hayat hemen başlamış olsa bile, asteroitlerin erken yağmuru Dünya'yı o hayattan temizleyecekti.
Brownlee, dış gezegenler için yeni bir bombardıman döneminin başlayabileceğini, çünkü kırmızı dev güneş Kuiper Kuşağı'ndaki çok sayıda kuyrukluyıldızı rahatsız edebileceğini söylüyor.
“Kızıl dev güneş 1.000 kat daha parlak olduğunda kütlesinin neredeyse yarısını uzaya kaybediyor,” diyor Brownlee. “Bu, yörüngeli cisimlerin dışarı doğru hareket etmesine neden oluyor. Gaz kaybı ve diğer etkiler Kuiper Kuşağının dengesini bozabilir ve başka bir ilginç bombardıman dönemi yaratabilir. ”
Ancak Stern, kırmızı dev bir güneş tarafından yaşanabilir hale getirilen gezegenlerin, erken Dünya kadar sık bombalanmayacağını, çünkü eski asteroit kuşağının Kuiper Kuşağı'nın bugünkünden çok daha fazla malzemeye sahip olduğunu söylüyor.
Ek olarak, dış gezegenler, Dünya'nın katlanmak zorunda olduğu ultraviyole (UV) seviyelerini yaşamazlar, çünkü kırmızı devler çok düşük UV radyasyonuna sahiptir. Bir ana dizi yıldızının daha yüksek yoğunluklu UV'si, yaşamın kökeni için gerekli olan hassas proteinlere ve RNA ipliklerine zarar verebilir. Yeryüzündeki yaşam sadece sualtında, bu ışık yoğunluğundan korunan derinliklerde olabilir. Bu nedenle Dünya'daki yaşam ayrılmaz bir şekilde sıvı suya bağlıdır. Ancak UV koruması gerekmeyen gezegenlerde ne tür bir yaşamın ortaya çıkabileceğini kim bilebilir?
Stern, bugün kırmızı devlerin etrafında dönen Plüton benzeri dünyalarda yaşam kanıtları aramamız gerektiğini düşünüyor. Şu anda Samanyolu galaksisinde kırmızı devler olarak yanan 100 milyon güneş tipi yıldız biliyoruz ve Stern, bu sistemlerin hepsinin 10 ila 50 AU içinde yaşanabilir gezegenlere sahip olabileceğini söylüyor. “Sıcak, su zengini dünyalarda yaşam yaratmak için gereken zamanın iyi bir testi olacak” diyor.
Brownlee, “Organik zengin uzak cisimlerin kırmızı dev bir yıldız tarafından pişirilmesi fikri ilgi çekicidir ve kısa ömürlü yaşam alanları için çok ilginç olabilir” dedi. “Ama güneşimizin iyi bir zaman sınırı kalmasına sevindim.”
Sıradaki ne
Dış güneş sistemi hakkında bildiklerimizin çoğu Dünya merkezli teleskoplardan yapılan uzak ölçümlere dayanırken, 2 Ocak 2004'te bilim adamları bir Kuiper Kemeri Nesnesinin yakın bir bakışını yakaladılar. Stardust uzay aracı, 4.6 milyar yıllık ömrünün çoğunu Kuiper Kuşağı'nda yörüngede geçiren muazzam bir kartopu olan kuyruklu yıldız Wild2'nin 136 kilometre içinde geçti. Wild2 şimdi çoğunlukla Jüpiter'in yörüngesinde yörüngede. Stardust misyonunun Baş Araştırmacısı olan Brownlee, Stardust görüntülerinin hem eski hem de yakın tarihiyle şekillenen bir cismin fantastik yüzey detaylarını gösterdiğini söylüyor. Stardust görüntüleri, kuyruklu yıldızdan ateş eden gaz ve toz jetlerini gösteriyor, çünkü Wild2 iç güneş sisteminin güçlü güneş ısısında hızla dağılıyor.
Dış güneş sistemi hakkında daha fazla bilgi edinmek için, araştırmak için dışarıya bir uzay aracı göndermemiz gerekecek. 2001'de NASA, böyle bir amaç için Yeni Ufuklar misyonunu seçti.
Yeni Ufuklar misyonunun Baş Araştırmacısı olan Stern, uzay aracı montajının bu yaz başlaması planlanıyor. Uzay aracı Ocak 2006'da fırlatılacak ve 2015 yazında Pluto'ya ulaşacak.
Yeni Ufuklar misyonu, bilim insanlarının Plüton ve Charon'un jeolojisini incelemesine, yüzeylerini haritalamasına ve sıcaklıklarını almasına izin verecek. Plüton’un atmosferi de ayrıntılı olarak incelenecek. Buna ek olarak, uzay aracı benzer ölçümler yapmak için Kuiper Kuşağı'ndaki buzlu cisimleri ziyaret edecek.
Orijinal Kaynak: Astrobiyoloji Dergisi
