Güneş Sisteminin Dışında Keşfedilen En Yakın Gezegen, Gündüz Kenarında Bir Okyanusla Yaşanabilir Olabilir
içinde 2016 Ağustos Avrupa Güney Gözlemevi'nden (ESO) gökbilimciler, Güneş Sistemimize en yakın yıldız olan Proxima Centauri'nin çevresinde Dünya benzeri bir gezegenin varlığını doğruladılar. Ayrıca bu gezegenin (Proxima b) yıldızının yörüngesinde döndüğünü doğruladılar. yaşanabilir bölge . O zamandan beri, Proxima b'nin gerçekten yaşanabilir olup olmadığını belirlemek için birçok çalışma yapıldı.
Ne yazık ki, bu araştırmaların çoğu çok cesaret verici olmamıştır. Örneğin, birçok çalışma, Proxima b'nin güneş deneyimlerinin çok fazla parlama etkinliği gezegenin yüzeyinde bir atmosfer ve sıvı su tutması için. Ancak yeni bir ortamda NASA liderliğindeki çalışma , bir bilim adamları ekibi, Proxima b'nin yaşamı desteklemek için hala yeterli suya sahip olabileceğini gösteren çeşitli iklim senaryolarını araştırdı.
' başlıklı çalışma, Dinamik Okyanusa Sahip Proxima Centauri b için Yaşanabilir İklim Senaryoları “, son zamanlarda bilimsel dergide yayınlandıAstrobiyoloji.Çalışma, NASA'nın Goddard Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nden (GISS) Anthony D. Del Genio tarafından yönetildi ve NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi (GSFC), Columbia Üniversitesi ve kurumsal ve görev desteği sağlayan bir BT şirketi olan Trinnovim LLC'den üyeler içeriyordu. GSFC için.
Radyal Hız yöntemi kullanılarak keşfedilen Proxima b'nin sanatçı izlenimi. Kredi: ESO/M. Kornmesser
Bunu yıkmak için, M tipi (kırmızı cüce) yıldızların yörüngesinde dönen Proxima b gibi gezegenler, yaşanabilirlik söz konusu olduğunda birçok zorlukla karşı karşıya. Birincisi, yıldızına yakın yörüngesi muhtemelen tarihinin başlarında kaçak bir sera etkisine yol açacaktı. Aynı zamanda yoğun radyasyona (X-ışını ve aşırı ultraviyole akıları) ve güneş rüzgarına maruz kalacak ve bu da feci atmosferik ve su kaybına yol açacaktır.
Ancak Proxima b'nin evrimsel tarihi hakkında bilmediğimiz çok şey var ve yaşanabilirliğin mümkün olabileceği senaryolar var. Anthony D. Del Genio'nun Universe Today'e e-posta yoluyla söylediği gibi:
“Her şeyden önce Prox b'nin atmosferi olup olmadığını, varsa da suyu olup olmadığını bilmiyoruz. Bunlar olmadan, bildiğimiz gibi yaşam var olamaz. Başlangıçta atmosferi olmayan Prox b olabilir veya atmosferle ama sudan fakir bir yıldız sisteminde oluşmuş olabilir. Ya da mütevazı bir atmosfer ve bol su ile oluşmuş olabilir. Ya da çok kalın bir atmosferle oluşmuş olabilir. Sadece henüz bilmiyoruz.
'İkincisi, Proxima Centauri bir M yıldızı veya 'kırmızı cüce'dir. Bu yıldızlar Güneşimizden çok daha küçük ve daha soğuktur, bu nedenle bir gezegenin yaşanabilir bir iklime sahip olması için yeterli yıldız ışığı alabilmesi için böyle bir yıldıza çok yakın olması gerekir. . Bununla ilgili sorun, M yıldızlarının yaşamları boyunca çok aktif olma eğiliminde olmalarıdır.”
'Üçüncüsü, yaşamlarının ilk zamanlarında M yıldızları çok parlak ve sıcaktır, yani Prox b yaşanabilir hale gelmeye başlarsa, yaşam onu ele geçirme şansı bulamadan erkenden ısınabilir ve suyunu kaybedebilir.'
Sanatçının, bir ötegezegen tarafından yörüngede dönen parıldayan bir kırmızı cüce yıldız izlenimi. Kredi: NASA, ESA ve G. Bacon (STScI)
Kırmızı cüce standartlarına göre bile değişken ve kararsız olan Proxima Centauri söz konusu olduğunda, parlama etkinliği özellikle büyük bir endişe kaynağıdır. Aslında, son yıllarda, iki özellikle güçlü işaret fişekleri sistemden geldiği tespit edildi. İkincisi o kadar güçlüydü ki çıplak gözle görülebiliyordu, bu da Proxima Centauri'nin yörüngesindeki herhangi bir gezegenin atmosferinin zamanla yok olacağını gösteriyor.
Ancak, çalışmalarında belirttikleri gibi, Proxima b'nin hala yaşamı destekleyebileceği birçok olası senaryo var. Dahası, Proxima b'ye biraz hareket alanı sağlayabilecek yaşama düşman olan şeyler söz konusu olduğunda bir dizi belirsizlik vardır. Del Genio'ya göre bunlar, Proxima b'nin yıldızından daha uzakta oluşup yavaş yavaş içe doğru göç etme olasılığını içeriyor, bu da erken zorlu koşullara maruz kalmadığı anlamına geliyor.
İkincisi, Dünya'nın yaptığının on katı kadar su ile oluşmuş olabilir; bu yüzden Proxima Centauri'nin sert radyasyonu suyunun %90'ını alıp götürse bile, yine de bir okyanusa sahip olmak için yeterli suya sahip olacaktır. Aynı zamanda, bir atmosferin 'yaşanabilir bir çekirdeğini' geride bırakarak sıyrılabilecek kalın bir hidrojen zarfıyla oluşmuş olabilir.
Del Genio, 'Bilmiyoruz,' dedi. 'Bu nedenle, gelecekteki gözlemciler için referans noktaları sağlamak için, bir atmosferi ve suyu olduğunu hayal ediyoruz ve yörüngesindeki yıldız ve o yıldıza olan uzaklığı göz önüne alındığında, bir atmosfer ve okyanus hayal etmenin ne kadar kolay veya zor olduğunu soruyoruz. birlikte yüzeyde yaşanabilir koşullar üretebilir (sıvı suyu sürdürecek kadar sıcak, ancak hepsini buharlaştıracak kadar sıcak değil).”
Bu infografik, gezegenin Proxima Centauri (Proxima b) etrafındaki yörüngesini Güneş Sistemi'nin aynı bölgesiyle karşılaştırır. Kredi bilgileri: Soluk Kırmızı Nokta
Bu olasılıkları ele almak için Del Genio ve meslektaşları, aşağıdakileri kullanarak bir dizi 3 boyutlu simülasyon gerçekleştirdiler. Dünya ve Dünya Dışı Ortamların Yörünge ve İklim Anahtarlarının Dinamiklerle Çözümlenmesi (ROCKE -3D) yazılımı. NASA GISS'in gezegensel bir uyarlaması olarak Model E2 Dünya Küresel İklim Modellemesi ROCKE-3D yazılımı, Dünya tarihindeki geçmiş ve gelecek dönemleri ve potansiyel olarak yaşanabilir antik bir Venüs'ü simüle etmek için kullanıldı.
Ekip, bu yazılımı kullanarak, Prox b için Dünya benzeri bir atmosfer (gezegeni ısıtmak için az miktarda CO2 içeren azotun hakim olduğu) ve daha Mars benzeri bir atmosfer (saf CO2) içeren bir dizi farklı potansiyel atmosfer türünü modelledi. ). Ayrıca, atmosferinin Dünya'nınkinden daha ince veya daha kalın olup olmayacağını, okyanuslarının az çok tuzlu olup olmayacağını (aynı zamanda daha derin veya daha sığ) ve okyanusun tüm gezegeni kaplayıp kaplamayacağını da düşündüler.
Son olarak, gezegenin yıldızına gelgit olarak kilitlenip kilitlenmediğini veya (Merkür gibi) 3:2 yörünge rezonansına sahip olup olmadığını - gezegenin yaptığı her iki yörünge için kendi ekseni etrafında üç kez döndüğü üzerinde düşündüler. Del Genio'nun açıkladığı gibi:
“Hayal ettiğimiz her konfigürasyon için, atmosfere insanlar tarafından sera gazlarının eklenmesi nedeniyle 21. Yüzyıl ısınmasını yansıtmak için kullandığımız Dünya iklim modelinden uyarlanmış 3 boyutlu bir küresel iklim modeli çalıştırıyoruz. İklimimizin bu amaçla temel özelliği, “dinamik” bir okyanusu, yani ılık suyu daha soğuk yerlere taşıyan akıntıları olan bir okyanusu dahil etmemizdir. Prox b'nin önceki çalışmaları, ısınan ve soğuyan ancak hareket etmeyen bir 'statis' okyanusu kullanmıştı.
Sanatçının uzak bir kırmızı cüce yıldızın yörüngesinde dönen sulu bir ötegezegen tasviri. Yeni araştırmalar, Proxima b'nin özellikle sulu olabileceğini gösteriyor. Kredi: CfA
Bundan, Del Genio ve meslektaşları, düşünebildikleri her vakanın, en azından bir miktar yüzey sıvısı olan bir gezegen ürettiğini buldular. Ayrıca gelgitle kilitlenmiş bir gezegen durumunda, güneşe bakan taraf ile karanlık taraf arasındaki ısı aktarımının da tüm gezegenin yaşanabilir olmasına izin verebileceğini buldular.
Del Genio, 'Yani bir atmosferi ve suyu varsa, Prox b'nin yaşanabilir olmak için oldukça iyi bir şansı var' dedi. 'Ayrıca okyanus akıntılarının ılık suyu gündüzden gece tarafına taşıdığını ve hiç ışık görmeseler de gece tarafının bazı kısımlarını yaşanabilir kıldığını bulduk. Ve eğer okyanus çok tuzluysa, neredeyse tüm gezegen sıvıyla kaplanabilir, ancak sıcaklıklar hemen hemen her yerde normal donma noktasının altında.'
Son zamanlarda Proxima b hakkında sürekli olarak kötü haberlerle tedavi görenler için bu son araştırma oldukça cesaret verici. Gözlemler Proxima Centauri'nin değişken olduğunu ve bazı önemli işaret fişekleri ürettiğini gösterse de, Proxima b'nin hala yaşanabilir olabileceği birçok senaryo var. Ancak durumun böyle olup olmadığı gelecekteki gözlemlere bağlı olacaktır. Del Genio'nun dediği gibi:
'Ne yazık ki, Dünya'dan bakıldığında Prox b geçiş yapmıyor gibi görünüyor, bu da bir atmosferi tespit etmeyi ve içinde ne olduğunu söylemeyi zorlaştırıyor. Ancak, oldukça yakın bir gelecekte gökbilimciler, yörüngesinde hareket ederken Prox b tarafından uzaya yayılan ısıyı izleyebilecekler. Sonuçlarımız, atmosferi olan bir gezegeni atmosfer olmayandan ve ince soğuk bir atmosferi kalın, sıcak bir atmosferden ayırmanın mümkün olması gerektiğini gösteriyor.”
Sanatçının kırmızı cüce yıldızın yörüngesinde dönen yaşanabilir bir ötegezegen izlenimi. Kırmızı cüce yıldızların gezegenlerinin yaşanabilirliği varsayımsaldır. Kredi: ESO/M. Kornmesser.
Ayrıca M-tipi (kırmızı cüce) yıldızların yörüngesindeki diğer kayalık gezegenlere de uzanabilir ki bu daha da cesaret verici. Bu yıldızların yalnızca Samanyolu Gökadası'ndaki yıldızların %70'inden fazlasını oluşturduğu düşünüldüğünde, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenleri destekleme olasılıkları, dünya dışı yaşam bulma olasılığını önemli ölçüde artırır.
Önümüzdeki yıllarda, yeni nesil araçların ötegezegenlerin tespiti ve karakterizasyonunda önemli bir rol oynaması bekleniyor. Bunlar şunları içerir: James Webb Uzay Teleskobu (JWST), Geniş Alan Kızılötesi Tarama Teleskobu (WFIRST) ve yer tabanlı enstrümanlar gibi Son derece Büyük Teleskop (ELT) ve Dev Macellan Teleskobu (GMT). Ve zamanlarının bir kısmını Dünya'ya en yakın ötegezegeni incelemeye adadığına bahse girebilirsiniz!
Daha fazla okuma: Canlı Bilimi , Astrobiyoloji