İlk dış gezegen 1992'de onaylandığından beri, gökbilimciler Güneş Sistemimizin ötesinde binlerce dünya buldular. Her geçen gün daha fazla keşifle birlikte, güneşdışı gezegen araştırmasının odağı, güneşdışı gezegen keşfinden güneşdışı gezegen karakterizasyonuna yavaşça kaymaya başladı. Esasen, bilim adamları şimdi yaşamı destekleyip desteklemediklerini belirlemek için dış gezegenlerin kompozisyonunu belirlemek istiyorlar.
Bu sürecin önemli bir parçası, gezegenlerimiz üzerinde bildiğimiz kadarıyla yaşam için gerekli olan ne kadar su bulunduğunu bulmaktır. Son zamanlarda yapılan bir bilimsel konferans sırasında, bir grup bilim insanı, suyun Dünya'nın iki ila dört katı büyüklüğünde olan bu gezegenlerin büyük bir bileşeni olacağını gösteren yeni araştırmalar sundu. Güneş Sistemimizin ötesinde yaşam arayışı söz konusu olduğunda bu bulguların ciddi sonuçları olacaktır.
Araştırma, Boston'daki 2018 Goldschmidt Konferansı'nda gerçekleşen “Gezegen Boyut Dağılımının Büyüme Modeli Yorumlanması” başlıklı bir sunumun konusu oldu. “Sıcak Gezegenlerden Aşırı Atmosferik Kaçışın Rolü” başlıklı bir oturumda ekip, su dünyalarının daha önce düşünülenden daha yaygın olabileceğini gösteren bulgular sundu.
Bu bulgular, Kepler Uzay Teleskobu ve Gaia Harvard Üniversitesi Yer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nden araştırmacı Dr Li Zeng liderliğindeki uluslararası bir bilim adamları ekibi tarafından analiz edilen görev. Belirttikleri gibi, Kepler misyon, yörünge dönemleri ve diğer parametrelerle birlikte 4000'den fazla gezegen dışı adayın yarıçapını tam olarak ölçmüştür.
Bu gezegen dışı adaylar iki boyut kategorisine ayrılabilir: Dünya yarıçapının 1.5 katına sahip olanlar ve ortalama 2.5 Dünya yarıçapına sahip olanlar. Kütle ve son yarıçap ölçümleri ile birlikte Gaia ekip, bu gezegenlerin iç yapısının bir modelini geliştirmeyi başardı. Önceki kategoriye giren gezegenlerin kayalık olduğuna inanılırken, ikincisinin genellikle süper Dünyalardan Neptün büyüklüğündeki gaz devlerine kadar değiştiği düşünülmektedir.
Bununla birlikte, Li ve meslektaşları tarafından geliştirilen modele göre, Dünya'nın boyutunun iki ila dört katı arasında olan doğrulanmış dış gezegenlerin çoğu aslında su dünyaları olabilir. Bu gezegenlerde, kütlenin kabaca% 50'si sudan oluşurken, su Dünya kütlesinin sadece% 0.2'sini oluşturur. Dr. Zeng'in sunum sırasında açıkladığı gibi:
“Bu kadar çok su dünyası olması gerektiğini fark etmek büyük bir sürprizdi… Kütlenin yarıçapla nasıl ilişkili olduğuna baktık ve ilişkiyi açıklayabilecek bir model geliştirdik. Model, x1.5 Dünya yarıçapı yarıçapına sahip olan gezegenlerin kayalık gezegenler (genellikle Dünya kütlesinin x5'i), x2.5 Dünya yarıçapı yarıçapı (x10 civarında kütle olan) olduğunu göstermektedir. dünyanın su dünyalarıdır ”.
Bununla birlikte, bu gezegenlerin yörünge özelliklerini (yani kendi yıldızlarına ne kadar yakın yörüngede olduklarını) göz önünde bulundurduğunda, çok ilginç bir tablo ortaya çıkmaya başlar. Li'nin açıkladığı gibi, bu “su dünyaları” derin okyanuslarda kaplanmış çok fazla kayalık gezegen değil, Güneş Sisteminde eşdeğeri olmayan tamamen yeni bir gezegen türüdür.
“Bu sudur, ancak burada Dünya'da yaygın olarak bulunmaz. Yüzey sıcaklıklarının 200 ila 500 derece Celsius aralığında olması bekleniyor ”dedi. “Yüzeyleri, altında bir sıvı su tabakası bulunan su buharı baskın bir atmosferde kaplanabilir. Daha derine inmek, katı kayalık çekirdeğe ulaşmadan önce bu suyun yüksek basınçlı buzlara dönüştüğünü bulmayı bekleyebiliriz. Modelin güzelliği, kompozisyonun bu gezegenler hakkında bilinen gerçeklerle nasıl ilişkili olduğunu açıklamasıdır. ”
Belki de daha şaşırtıcı olan, bu gezegenlerin ne kadar yaygın olduğuydı. Çalışmalarına göre, Li ve meslektaşları, Dünya'dan daha büyük olan bilinen tüm dış gezegenlerin yaklaşık% 35'inin su bakımından zengin olması gerektiğini belirtti. Dahası, muhtemelen gaz devlerinin çekirdeklerinin nasıl oluştuğuna inanıldığına benzer bir şekilde oluşturduklarını varsayıyorlar - basınçla sağlam hale getirilen uçucu malzeme katmanlarıyla çevrili kayalık bir çekirdek.
Doğal olarak, bu keşfin Güneş Sistemimizin ötesinde yaşam arayışı söz konusu olduğunda önemli etkileri vardır. Şimdiye kadar, suyun bildiğimiz gibi yaşam için gerekli olduğu fikri, bilim adamları için vazgeçilmez bir sonuç olmuştur. Ancak bu çalışma doğruysa, o zaman suyun dış gezegenlerde eskisinden çok daha fazla olduğu ve bildiğimiz gibi yaşam için bir engel olabileceği görülmektedir.
Gerçekten de su dünyaları sıcak, buharlı atmosferlerden ve çekirdeklerine daha yakın yoğun buz tabakalarından oluşuyorsa, bu dünyalarda yaşamın ortaya çıkması zor olurdu. Temel olarak, aşırı ısı ve yeterli güneş ışığına, hidrotermal aktiviteye ve kara kütlelerine erişim eksikliği, oldukça düşmanca bir ortam yaratacaktır. Bununla birlikte, çalışma, dış gezegenleri karakterize etmek ve orada ne olduğunu görmek söz konusu olduğunda bazı ilginç olasılıklar sunuyor.
Geleceğe baktığımızda, Li ve meslektaşları yeni başlatılanlardan umutlu Transoplanet Anketi Uydusu Transit (TESS) bu su dünyalarının çoğunu bulacak. Ardından yer temelli teleskoplar ve yakında piyasaya sürülecek. James Webb Uzay Teleskopu (JWST) - bilim insanlarının bu gezegenlerin kompozisyonlarını ve atmosferlerini karakterize etmelerine yardımcı olacak spektroskopik ölçümler sağlayacak.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) Gezegen Bilimi profesörü ve TESS misyonunun bilim direktör yardımcısı Profesör Sara Seager olarak şunları söyledi:
“Gizemli orta büyüklükteki dış gezegenlerin çok miktarda su içeren su dünyaları olabileceğini düşünmek şaşırtıcı. Umarım kalın buharlı atmosferlerin gelecekteki atmosfer gözlemleri yeni bulguları destekleyebilir veya çürütebilir. ”
Bu arada, yaşam belirtileri için keşfedilecek hala çok sayıda kayalık dünya var!
