Dünya’dan 2 Kat Büyük Elmas Gezegenler
Bilim insanları uzayda Dünya’dan 2 kat büyük elmas gezegenler buldular. Bunlardan biri de yüzde 30 oranında elmastan oluşan 55 Cancri e gezegeni. Peki elmasın demir kadar bol ve ucuz olduğu karbon dünyalar hayata elverişli mi? Sonuçta karbon gezegenler Dünya benzeri silikat gezegenlerden daha yaygın ve bunların sayısı galaksimizde hayatın da ne kadar yaygın olduğunu belirleyecek.
Üçte biri elmas dünyalar
Elmas gezegenler Dünya’dan birkaç büyük ve ağır oluyor. Bu sebeple de süper dünya sınıfına giriyor. İşte bu bizim için çok ilginç bir konu, çünkü Güneş Sistemi’nde süper dünya yok (tabii Kuiper Kuşağı’nı güçlü yerçekimiyle uzaktan etkileyen gizemli dokuzuncu gezegeni saymazsak).
Her durumda üçte biri elmastan oluşan 55 Cancri e gezegeni, 2012 yılında Amerikalı ve Fransız astronomlar tarafından keşfedildi. Yeryüzünden iki kat büyük ve sekiz kat ağır olan bu gezegen oldukça etkileyici bir süper dünya. Dünya’dan sadece iki kat büyük olmasına rağmen bu kadar ağır olmasının asıl sebebi ise yüksek oranda elmastan oluşması:
Silikat tabanlı kayalık bir gezegen olan 55 Cancri e büyük ölçüde karbon ve elmas tozu içeriyor. Dünya’daki en yoğun minerallerden biri olan elmas, karbon gezegenlerin de ağırlığını artırıyor. Nitekim insanlar bu tür gezegenlerde yaşasaydı elmas demirden bol ve ucuz olurdu.
Ancak, tümüyle grafit tozuyla kaplı olan bu kurak gezegenler hayata elverişli değil. Üstelik elmas gezegenler gerçekten silikat dünyalardan yaygınsa uzayda hayat da sandığımızdan nadir olmalı. Bu yüzden astrofizikçiler merakla soruyor:
İlgili yazı: Gerçek Adem: İlk insan ne zaman yaşadı?
Hangisi daha yaygın?
Yengeç Takımyıldızı’nda bulunan 55 Cancri e, Güneş benzeri bir yıldızın çevresinde dönüyor. Yıldızına çok yakın olan gezegenin yüzeyi demiri eritecek kadar sıcak oluyor (1648 derece) ve güneşe yakınlığı nedeniyle yıldız çevresindeki bir turunu 18 saatte tamamlıyor.
55 Cancri e, Güneş Sistemi’nden çok daha yüksek oranda karbon atomu içeren bir yıldız sisteminde oluştu. Bu nedenle de yüzeyi kalın bir karbon tabakasıyla, daha doğrusu karbonun doğal formu olan grafitle kaplı.
Gezegen kabuğunun yüzlerce kilometre altında yer alan manto tabakası ise kayadan değil, büyük ölçüde kirli elmastan oluşuyor ve bu elmasın kaynağı da grafit: Manto tabakasındaki yüksek basınca maruz kalan grafit elmasa dönüşüyor.
İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem
Peki su var mı?
Son araştırmalar 55 Cancri yıldızının sandığımızdan daha az karbon içerdiğini gösterdi. Bir sistemdeki yıldızlarla gezegenler aynı gaz ve toz bulutundan oluştuğu için bu durum, 55 Cancri e gezegenin de tahminlerden daha az elmas içerdiğine işaret ediyor. Ancak, gezegenin daha az karbon içermesi bol miktarda su içererek denizlerle kaplı olmasına izin vermiyor.
Arizona Üniversitesi’nden Johanna Teske konuyu şöyle açıklıyor: “Elmas gezegenler Güneş’ten iki kat fazla karbon ve oksijen içeren yıldızların etrafında oluşuyor. Ancak, bunlar aynı zamanda kurak dünyalar. Bu gezegenlerde oksijen atomları hidrojenden önce karbon atomlarıyla birleşiyor. Bu yüzden su molekülleri (H2O) oluşmuyor. Oysa hayatın varlığı için su şart.”
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Pek kurak dünyalar
Karbon oranı yüksek yıldızlarda su molekülleri ancak güneş sisteminin kenarındaki soğuk dünyalarda veya kuyrukluyıldızlarda oluşuyor. Güneşe Dünya kadar yakın olan karbon gezegenlerde ise su bulunmuyor.
Doğrusu bu da büyük bir ironi; çünkü Dünya’daki canlıların temel yapıtaşı karbon atomları: Etimiz, kemiğimiz öncelikle karbon atomlarından oluşuyor. Ancak, karbon oranı yüksek olan gezegenler aşırı derecede kurak oldukları için yaşamın gelişmesine izin vermiyor.
İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt
Öyleyse azı karar, çoğu zarar
Gerçi astrofizikçiler evrende karbon tabanlı hayatın yanı sıra silikon tabanlı yaşam da olabileceğini düşünüyor. Ancak, silikon atomları karbon kadar çok sayıda atoma bağlanmıyor. Bu nedenle, silikon tabanlı canlı türleri karbon tabanlı canlılardan çok daha az sayıda olmalı.
Her durumda su şart
Oysa bütün canlıların sıvı suya ihtiyacı var ve elmas dünyalarda hiç su bulunmuyor. Bu da uzaydaki hayat arayışına ilişkin denklemi beklenmedik bir şekilde değiştiriyor:
Bugüne kadar astrofizikçiler hayatın kayalık gezegenlerde, Jüpiter’in Europa uydusu gibi buz altı okyanus dünyalarında ve başka yıldız sistemlerindeki Dünya benzeri gezegenlerde geliştiğini düşünüyordu.
Ayrıca kalın bir atmosferle kaplı olan gaz devleri dışındaki tüm kayalık gezegenlerin de büyük ölçüde silikat mineralinden oluştuğu varsayılıyordu (Silikatların temel yapıtaşı da silisyum ve oksijen atomlarıdır, yani SiO44-). Oysa 55 Cancri e gezegeni bu denklemi değiştirdi:
İlgili yazı: Pencereye Takılan Saydam Güneş Panelleri
Elmas faktörü
Karbon bakımından zengin olan güneş sistemlerinde çok az su olması bırakın okyanusları, Dünya benzeri silikat gezegenlerin oluşmasını bile önlüyor:
Nitekim Dünya’daki kıtalar büyük ölçüde granitten meydana geliyor ve granitin oluşması için su gerekiyor. Sonuçta granit yeryüzünün derinliklerinden gelen magmanın okyanus suyuyla temas etmesi sonucunda oluşuyor.
Okyanus kabuğunu meydana getiren bazalt katmanından daha hafif olan granit kıtalar, magma tabakasının üstünde yüzerek su seviyesinin üzerine çıkıyor ve Dünya’daki karaları meydana getiriyor.
Ancak, karbon dünyalarda bu tür bir mekanizma bulunmuyor. Dolayısıyla havayı ve okyanusları 1 milyar yıllık döngülerle filtre edip temizleyerek Dünya’ya hayat veren kıtaların kayması olayı da görülmüyor.
İlgili yazı: Evrenin En Sıcak Gezegenleri KELT 9b ve Kepler 70b
Elmas gezegenler ne kadar yaygın?
Astrofizikçi Madhusudhan’a göre oldukça yaygın: “55 Cancri e bizim için milat oldu. Böylece ilk kez kimyasal yapısı Dünya’dan tümüyle farklı olan bir kayalık gezegen gördük. Eskiden Güneş gibi sarı cüce yıldızların çevresindeki bütün kayalık gezegenlerin Dünya’ya benzediğini düşünüyorduk. Oysa bunların büyük kısmı elmas dünyalar.” Peki elmas gezegenler ne kadar karbon içeriyor?
Karbon bakımından zengin gezegenler yüzde 0,65 ila yüzde 75 oranında karbon içeriyor. Oysa Dünya’da yalnızca binde 5 oranında karbon var ve bu düşük oran bile, gezegenimizde karbon eşdeğeri olarak toplam 97 milyar ton ağırlığında olan 30 milyon canlı türünün ortaya çıkmasına yeterli oldu.
İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi
Peki karbon dünyalar nasıl oluşuyor?
Bilim insanları karbon gezegenlerin evrende ne kadar yaygın olduğunu görmek amacıyla öte gezegenlerin kimyasal bileşimini gösteren bir matematik modeli geliştirdiler ve işte bu model, karbon dünyaların sanılandan çok daha yaygın olduğunu gösterdi:
1) Yüzde 0,8’den daha yüksek oranda karbon içeren elmas gezegenler güneşe tahmin edilenden daha yakın oluşabiliyor. 2) Yüzde 0,65 oranında karbon içeren elmas gezegenler de güneşe sanılandan daha uzakta ortaya çıkabiliyor. Bu da Samanyolu’ndaki karbon dünya sayısını 2 katına çıkarıyor.
Soğuk karbon ve su dünyaları
Güneşe Satürn yörüngesi gibi 1,44 milyar km ve daha uzakta oluşan elmas gezegenler çok soğuk oluyor. Ayrıca güneşe uzak olan bölgelerde bol bulunan su moleküllerini de üstüne çekiyor. Bu sebeple bu dünyalar en azından Mars gibi az miktarda buzla kaplı olabilir. Ancak –230 dereceye düşen yüzey sıcaklığı ile bu tür karbon dünyaların hayata uygun olması çok zor.
İlgili yazı: Konutlar İçin Ucuz Güneş Enerjisi Rehberi
Galaksimizde bol su var mı?
Astrofizikçiler elmas gezegenlerin sayısını ve dolayısıyla hayatın ne kadar yaygın olduğunu hesaplamak üzere, Güneş’le hemen hemen aynı oranda karbon ve oksijen içeren yıldızlar aradılar. Ardından yabancı güneş sistemlerinde su moleküllerinin nasıl oluştuğunu incelediler: Bir güneş sisteminde su oluşması için, gezegenleri meydana getiren gaz ve toz diskinin güneşten uzak kesimlerinin hidrojenle oksijen bakımından zengin olması gerekiyor.
Böylece güneş sisteminin en uzak bölgelerinde hidrojenle oksijen birleşerek su moleküllerini ve dolayısıyla buzlu asteroitlerle kuyrukluyıldızları meydana getiriyor. Bu noktada güneş rüzgarı önemli bir rol oynuyor:
İç güneş sistemini etkisi altına alan güneş rüzgarı, hidrojenle oksijeni dış kesimlere üflüyor. Kısacası iç gezegenler daha az su içeren kayalık dünyalar olarak doğuyor ve bugün içerdikleri suyun geri kalanını daha sonra kazanıyor. Bunu da güneş sisteminin kenarından su getirerek yapıyor.
İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?
Asteroit çarpışmaları
Dış bölgelerde oluşan kuyrukluyıldızlarla asteroitlerin bir kısmı zamanla genç iç gezegenlerle çarpışıyor ve kayalık dünyalara su taşıyarak kurak havzaları okyanuslarla dolduruyor. Dünyamızın sahip olduğu suyun yüzde 40’ını kuyrukluyıldızlar getirdi.
Bu süreç 3,9 milyar yıl önce geç dönem ağır bombardıman çağının sona ermesiyle birlikte büyük ölçüde tamamlandı. Ancak, gezegenimiz aradan geçen zamanda sahip olduğu suyun yüzde 25’ini buharlaşma ve güneş rüzgarı etkisiyle kaybetti. Dünya’nın manyetik alanı olmasaydı tıpkı Mars gibi, atmosferin yüzde 90’ını ve suyun da en az yüzde 60’nı kaybedecekti.
İlgili yazı: Güneş Sisteminde Hayata Uygun 8 Okyanus Dünyası Var
Galakside hayat nadir olabilir
Son hesaplamalar, Samanyolu’nda en az 100 milyon hayata elverişli gezegen olduğunu gösteriyor. Bakterileri hesaba katarsak bu sayı çok daha fazla çıkıyor; ama biz sadece memeliler gibi karmaşık çokhücreli canlıların varlığına uygun olan öte gezegenlerden söz ediyoruz.
Oysa elmas gezegenleri aradan çıkarınca hayata uygun dünya sayısı da azalıyor. Yine de umudunuzu kaybetmeyin, çünkü yanlış saymış olabiliriz. Kepler uzay teleskopuna rağmen, uzayda bulduğumuz kayalık gezegen sayısı, galaksideki Dünya benzeri gezegen sayısını doğru tahmin etmeye yeterli değil.
Bunun için 2020’de fırlatılacak olan James Webb uzay teleskopunu ve geçenlerde uzaya fırlatılan TESS teleskopunun faaliyete geçmesini beklemek zorundayız. İşte o zaman Samanyolu galaksisinde hayata elverişli gezegenlerin ne kadar yaygın olduğunu anlayarak “Herkes nerede?” sorusunu daha iyi yanıtlamış olacağız.
Galaksideki en garip 10 gezegen
1Carbon and Oxygen AbundancesA Case Study of the C/O Ratio of 55 Cancri
