Hayal-et Komşu

Sayı 71 - Kasım-Aralık 2016

Kendinize uygun bir ev aradığınızı ve yüz katlı bir gökdelenin birinci katında sizin için mâkul bir fırsat sunabileceğini, eğer kabul ederseniz burada kalacak ilk kişi olacağınızı, bunun yanında diğer katlara kimlerin yerleşeceğinin henüz bilinmediğini söyleyen bir kişiyle bağlantıya geçtiğinizi düşünelim. Bu fırsatı kaçırmayıp teklifi kabul ettiğinizi, birinci kattaki dairenize yerleştiğinizi ve yeni hayatınıza alışmaya çalıştığınız günler geçirmekte olduğunuzu da kurguya ekleyelim. Yalnızlığınızın iyiden iyiye hissedildiği bir akşam, gökdelenin yedinci katında bir pencereden, belli belirsiz bir ışığın, sanki etrafında biri hareket ediyormuşçasına dalgalandığını görüyorsunuz. Bir tarafınız durumu yaşadığınız yalnızlığın etkisine bağlayarak “Bu bir yanılsama mı?” diye düşünürken, diğer tarafınızda tatlı bir endişe.  Acaba bir “Komşu”nuz var olabilir mi?

25 Ağustos 2016 tarihinde Nature dergisinde bilimsel makale olarak yayımlanan ve bir anda bilimsel gündemin tepesine oturan keşif: Güneş sistemine en yakın yıldız kırmızı cüce Proxima Centauri’ye ait, Dünya’nın kütlesine yakın kütleli ve sıvı haldeki suyun varlığına izin veren yüzey sıcaklığına sahip olma olasılığı olan bir gezegen bulundu. Güneş Sistemi’nin dışında böyle gezegenler bulmak mümkün ama onu diğerlerinden ayıran, yörüngesinin Güneş Sistemi’ne en yakın yıldızın (4,22 ışık yılı) etrafında olması. Bu durumda şu sorular akla geliyor: Proxima Centauri etrafında hareket eden gezegen Proxima b’de hayat olabilir mi? (Komşu?) Uzak gelecekte gezegene yıldızlar arası bir araç gönderilebilir mi?

(Küçükten büyüğe) Yıldızlar; Alpha Centuari A ve B, Proxima Centauri, Gezegen Proxima b   copyright ESO/M. Kornmesser

Peki, bu gezegen nasıl keşfedildi?

Proxima Centauri üzerinde çok çalışılmış düşük kütleli yıldızlardan biri. Queen Mary Üniversitesi’nden (Londra) Guillem Anglada-Escudé ve çok uluslu ekibi (İngiltere, Fransa, Almanya, Amerika, Şili, Polonya, İsrail) Proxima Centauri’nin Avrupa Güney Rasathanesi (AGR)’nden ve diğer gözlem evlerinden elde edilen, 2016 öncesi ve 2016’da yinelenen (19 Ocak-31 Mart 2016) toplamda 16 yıla ait Doppler ölçümlerini incelediler. 2013’te Proxima Centauri’nin bir gezegenin etkisinde olduğunu, daha önceki yıllarda elde edilmiş verileri incelerken fark etseler de bunu doğrulamak ekibin neredeyse dört yılını almış. Bu titizliğin sebebi bilimsel hassasiyetle birlikte, 2012’de yörüngesi Alpha CentauriB etrafında olduğu duyurulan gezegenin varlığıyla ilgili yapılan hata. Proxima Centauri’nin Doppler ölçümlerinde, yıldızın radyal hızında belirli periyotlarla ortaya çıkan değişimler, yıldızın bir kütle çekiminin etkisi altında olduğunu düşündürüyor. Bu kütle çekimi, yıldızın salınım yapmasına ve dolayısıyla periyodik olarak Dünya’dan uzaklaşıp Dünya’ya yaklaşmasına (radyal hız değişimi ) ve bu hareketin sonucu olarak yıldızdan yola çıkıp Dünya’ya ulaşan ışığın dalga boyunun, yaklaşıp uzaklaşmaya bağlı olarak değişmesine (Doppler Etkisi, Doppler Kayması) sebep oluyor.

Proxima Centauri, Hubble Uzay Teleskopu görüntüsü.
Kaynak: Hubble Uzay Teleskopu

Tabii ölçümlerde başka bir sebepten benzer sinyalin elde edilip edilemeyeceği (yıldız aktivitesi ya da ölçümdeki gürültü ) de inceleniyor ve yapılan analizler sonucunda bu durumların olamayacağı anlaşılıyor. Geriye, ölçümlerdeki etkiyi meydana getirebilecek tek şeyin bir gezegen olabileceği kalıyor. Doppler verilerinin ışığında gezegen Proxima b’nin, yıldızı Proxima Centauri’nin etrafındaki dönüşünü 11,2 günde tamamladığı belirtiliyor. (Bu gezegende doğan biri çok genç görünse de çok yaşlı olabilir! ) Proxima Centauri-Proxima b arası mesafe ise Güneş-Dünya arası mesafenin %5’i kadar. Bu durum gezegen yüzeyinin aşırı sıcak olabileceğini düşündürse de Proxima Centuari’nin kırmızı cüce olması ve dolayısıyla Güneş’e oranla küçük ve soğuk olması imdadımıza yetişiyor. Bu da gezegeni, yüzeyinde sıvı suyun bulunabileceği “Uygun sıcaklık bölgesi”ne (temperate zone) düşürüyor. Kütlesinin Dünya kütlesinin 1,3 katı olması, kayalık olması ve “Uygun sıcaklık bölgesi”nde olması, gezegenin yaşama elverişli olma ihtimalini destekliyor. Eldeki veriler bu ihtimali işaret etse de Proxima b’yi yaşama elverişli bir gezegen yapmaya yetmiyor. Çünkü yüzey sıcaklığı belirsiz ve gezegenin atmosferine bağlı olarak -33C0 ’den 100 C0 ’li mertebelere kadar ulaşabilir. Tabii burada bahsedilen ortalama sıcaklık. Gezegen ve yıldızı muhtemelen kütle çekim kilitli (tidally locked). Bu, Proxima b’nin bir yüzünün sürekli Proxima Centauri’ye dönük olması (Dünya’dan bakıldığında Ay’ın sürekli aynı yüzünün dönük olması gibi), dolayısıyla da gezegenin bir yüzü- nün ısınması, diğer yüzününse soğuk kalması anlamına geliyor. Bu sıcaklık farkı, yeterince yoğun bir atmosferde, ısının bir yüzden diğer yüze akabilmesiyle dengelenebilir. Sorun şu ki; gezegenin atmosferi hakkında hiçbir şey bilinmiyor. Bir diğer problem grubu, yıldız kaynaklı: X-ışınları, mor ötesi işınlar, yüksek manyetik alanlar, parıltılar. Yapılan çalışmalar kütle çekim kenetli gezegenlerin manyetik alanlarının, gezegenin atmosferinin, yıldız kaynaklı yüksek manyetik alanlardan ve parıltılardan etkilenmesini önleyecek büyüklükte olduğunu gösteriyor. Eğer Proxima b’nin Dünya’ya benzer, yıldızlardan gelen zararlı radyasyondan gezegeni koruyan manyetik alanı ve yeterince yoğun atmosferi varsa, bu problemlerin üstesinden gelinebilir, fakat bunlar hakkında henüz bilgimiz yok.

Proxima b gezegeninin olası yüzeyi, Proxima Centauri, Alpha Centauri A ve B (üstte iki nokta) copyright ESO / M.Kornmesser, Bir sanatçının tasarladığı resim

Neden gezegeni doğrudan izleyemiyoruz? 

AGR’nden elde edilen veriler 3,6 metre çaplı bir teleskop sayesinde. Bu teleskopla Proxima b’yi doğrudan görebilmek mümkün de- ğil. Proxima b’yi doğrudan bir teleskopla gözlemleyememe, iki sebeple karşımıza geliyor: Birincisi; Proxima Centauri’nin yaydığı ışığın Proxima b’nin yansıttığı ışıktan çok daha parlak olması; Hubble Uzay Teleskobundan elde edilen görüntüler bunu doğrular nitelikte, görüntülerde Proxima Centauri parıl parıl gözleniyor. İkincisi; eğer Proxima b’den yansıyan ışık yeterince parlak olsaydı bile, mevcut teleskopların ana ayna çapının yetersizliği sonucu, Dünya’dan Proxima Centauri ve Proxima b’nin, birbirlerinden ayrılamayacak kadar “bitişik” görünmesi durumu. Güneş sistemi dışındaki gezegen (ötegezegen, exoplanet) avında çapın taşıdığı önem, dikkatleri AGR’nin 2014’te Şili’de inşasına başlanan 39,3 metre çaplı Aşırı Büyük Teleskobuna (E-ELT (European Extremely Large Telescope) çekiyor. Maliyeti 1 milyar avroyu aşan teleskoptan ilk ışığın 2024’te alınması bekleniyor. Bu dev teleskopa ek olarak, AGR’nden Dr. Markus Kasper ve ekibi öte gezegen avında kullanılabilecek maliyeti 50 milyon avro olan bir kamera ve spektrograf (EPICS: Exoplanet Imaging Camera and Spectrograph) için çalışıyorlar. Parlaklık problemi için EPICS’ta bir “perdeleme” sistemi (koronagraf) bulunuyor. Bu sistemle yıldızdan gelen parlak ışık engellenirken, yıldız çevresinde dolanan nispeten sönük ışığın geldiği bir gezegen görünür hale gelebilir. Koronagrafın dezavantajıysa teleskop çözünürlüğünü azaltması.

Büyüklük ve Parlaklık: Solda Güneş’in Dünya’dan görünüşü; sağda Proxima Centauri’nin gezegeni Proxima b’den görünüşü, Güneş’e göre daha soluk ve daha büyük. copyright ESO/G. Coleman

Hem E-ELT hem EPICS birlikte Proxima b’yi gözleme ve gezegenin atmosferini inceleme ihtimalini sunabilir. E-ELT’un yanında, biri yapım biri de tasarım aşamasında olan iki büyük teleskop daha var.  İlki, Şili’de yapımına başlanan, ilk ışığı 2020’li yılların başlarında alması planlanan 24,5 metre çaplı Dev Magellan Teleskopu (GMT: Giant Magellan Telescope) diğeri Hawaii’de yapımı planlanan Otuz Metrelik Teleskop (TMT: Thirty Metre Telescope). Plan gerçekleşirse TMT Kuzey yarım kürede olacağından Proxima Centauri’nin buradan izlenmesi zor. GMT güney yarım kürede (Şili) olsa da tasarımı koronagraf kullanımını zorlaştırıyor. Şimdilik geriye E-ELT ve EPICS kalıyor.

Proxima b’nin varlığı, şimdilik “doğrudan” gözlemin gerektirdiği zorlu şartlar yüzünden, radyal hız yöntemiyle “dolaylı” olarak ortaya kondu. Gezegenin varlığı ve atmosferi hakkında bilgi verebilecek bir diğer iz, “geçiş” yöntemi. Geçiş yöntemine göre, eğer yıldızın etrafında dolanan bir gezegen varsa ve yıldızın yaydığı ışık, gezegen yıldızın etrafında dolanırken gezegenin geçişiyle perdelendiği düzlemde Dünya’dan izlenebilirse, yıldızın yaydığı ışığın Dünya’dan ölçülen şiddetinde bir değişim gözlenmeli. Bu yöntemle Kepler Uzay Teleskobu binden fazla gezegen keşfetti. Proxima b için gerekli olan ise geçiş anının Dünya’dan yakalanabilmesi.

Alpha Centauri, Güneş Sistemi’ne en yakın yıldız sistemi. Bu yıldız sistemi, Alpha Centauri A, Alpha Centauri B, ve ikisine zayıf bağlı olduğu düşünülen, Güneş Sistemi’ne en yakın yıldız olan Proxima
Centauri isimli yıldızlardan oluşuyor. Alpha Centauri A, Alpha Centauri B sistemimizden yaklaşık olarak 4,35 ışık yılı uzaklıkta. Alpha Centauri Yıldız Sisteminin Güneş’e olan uzaklığı.
copyright ESO/ Pale Red Dot

İnsanlığın evrende yalnız olup olmadığı konusundaki merakı, 1960’lı yıllarda konuyla ilgili çalışmaları SETI (Search for Extra-Terrestrial Intelligence Dünya Dışı Akıllı Yaşam Araştırması) projesine kadar getirdi. 2015’te Rus milyarder Yuri Milner ve eşi Julia Milner’in kurduğu Breakthrough Initiatives ise bir başka Dünya Dışı Akıllı Yaşam araştırma programı. Breakthrough Initiatives’in Nisan 2016’da duyurduğu proje Breakthrough Starshot’la, teoride lazerle ışık hızının %20’sine kadar hızlandırılması muhtemel nano uzay aracının geliştirilmesi, ardından fırlatıldıktan 20 sene sonra, Alpha Centauri ve çevresindeki muhtemel gezegenlerden aldığı görüntüler ve başka bilimsel verilerle bilgi sağlaması amaçlanıyor. Yönetiminde fizikçi Stephen Hawking ve Facebook CEO’su Mark Zuckerberg’in de bulunduğu projenin bütçesi 100 milyon dolar. Projenin ilanından kısa bir süre sonra keşfedildiği duyurulan Proxima b, ilgilerini çekmiş olmalı.

Bir gezegenin keşif sürecinden karşımıza çıkan ve yinelenmiş olan bir diğer sonuç; keşfin, kendisinden önce yapılan nicelerinin ışığıyla/sayesinde gerçekleşmesi. Neredeyse 200 yıl önce yapılan bir keşfin (Doppler Etkisi, 1842), evinize yakın mesafeden geçen bir arabanın motorundan, damarlarınızda hareket eden kırmızı kan hücrelerine, evrenin uzak köşelerinden, atom boyutlarına kadar çalışması hayret verici. Daha da şaşırtıcı olan, boyutların gerisinde gizlenen ortak işleyişin varlığı.

Tüm bunlarla beraber eğer bir komşumuz varsa, hem varlığını hem de gelecekte yeni keşiflere, yeni imkânlara, yeni maceralara kapılar aralayabileceğini düşünmek heyecan verici.

3 Dev Teleskop Kaynak: space.com / Karl Tate

 

Kaynakça:

Anglada-Escudé ve arkadaşları, “A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri”, Nature, Vol 536, 437- 440, 25 Ağustos 2016,

A.P. Hatzes, “Earth-like planet around Sun’s neighbour”, Nature, Vol 536, 408-409, 25 Ağustos 2016,

D. Clery, “The Exoplanet Next Door”, Science, Vol 353 (6302), 857, 25 Ağustos 2016

J.Aron, “The Earth Next Door”, New Scientist, 27 Ağustos 2016, s.8-9

“Hunting for aliens, Proximate goals”, The Economist, 27 Ağustos 2016, s.67-69

How to find exoplanets, Round and round the mulberry bush”, The Economist, 27 Ağustos 2016, s.68

https://www.eso.org/public/news/eso1629/

http://www.space.com/22505-worlds-largest-telescop…

https://www.eso.org/public/turkey/teles-instr/e-el…

www.gmto.org

http://www.tmt.org

http://imagine.gsfc.nasa.gov/features/cosmic/neare…

https://www.spacetelescope.org/images/potw1343a/

http://breakthroughinitiatives.org/About

http://breakthroughinitiatives.org/Initiative/3