Yaşama Uygun Öte Gezegenler Nasıl Aranır?

Bugüne dek yaklaşık 4000 öte gezegen bulduk ama yaşama elverişli bir gezegen bulmak için önce Dünya’ya bakmak lazım. Bilim insanları uzayda yaşam bulmak amacıyla, Dünya’ya benzeyen gezegenlerin yaşama uygunluk ölçütlerinin şablonunu çıkaracaklar. Bunu da Ay’a video kamera koyacakları LOUPE projesiyle yapacaklar. Dünya’ya Ay’dan bakıp yaşama uygun gezegenlerin uzaktan nasıl göründüğünü anlayacaklar. Peki LOUPE nedir ve nasıl çalışır? Bu yazıda öte gezegenler için yaşama uygunluk şablonu çıkarmayı öğreneceğiz.

Zaten onlarca ışık yılı uzaktaki öte gezegenlere bakıp yaşam aramak çok zor. Gezegenleri uzaktan seçmek zor. Bir de ne tür gezegenlere bakacağımızı bilmeden bunu yapmak imkansız sayılır. Onlarca trilyon gezegen içeren galaksimizde işimiz gerçekten şansa kalır. Peki başka yıldızların çevresinde dönen bir öte gezegenin yaşama uygunluk ölçütleri nedir? Dünya’ya genel benzerlik dışında öte gezegenin atmosferi, sıcaklığı, yer şekilleri nasıl olmalı? Önce öte gezegen şablon ihtiyacını görelim:

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Neden öte gezegenler şablonu?

Şimdi diyeceksiniz ki “Dünya’da yaşam var hocam. Biz de uzayda yaşam bulmak için Dünya’ya benzeyen gezegenlere bakalım.” Ne yazık ki o kadar kolay değil. Bir kere uzayda Dünya’nın ikizi olan bir gezegen bulamadık. Araştırma tekniklerimiz ve bugüne dek geçen çok kısa araştırma süresi (~25 yıl ne ki?), Dünya benzeri gezegenlerin ne kadar yaygın olduğunu hesaplamaya yeterli değil. İkinci olarak Dünya’da insan yaşamına kalorifer, klima ve giysi olmadan uygun olan yerlerin sayısı bile sınırlıdır. Öte yandan siyan bakteriler bizi öldürecek siyanürlü maden havuzları, asitli ve benzeri ortamlarda yaşar.

Dünya’da 7 milyar 850 milyon insan var ama gezegendeki en yaygın yaşam türleri bizi öldürecek koşullarda çoğalan bakterilerdir. Bunlar 5 kilometrelik deniz diplerinden yeraltında 2 km ve belki de daha derinde, hatta 20 km yüksekte, stratosfer tabakasında yaşar. Ev kedileri gibi birkaç evcil hayvanı saymazsak, ıstakozlardan yarasalara dek birçok canlı da bizim yaşamamızı sürdüremeyeceğimiz şekilde yaşar. Ayrıca karbon yerine silisyum atomu tabanlı canlılar da olabilir.

Jüpiter uydusu Europa ile Satürn uydusu Enceladus’un buz altı okyanusları olduğu ve bunların yaşama şimdiden uygun olduğunu da biliyoruz. Bütün bu nedenlerle bizim Güneş Sistemi dışındaki öte gezegenlerde yaşama uygunluk ölçütlerini belirlememiz ve genişletmemiz gerekiyor. Özellikle de Güneş benzeri yıldızların dışında, ultra soğuk kırmızı cüceler gibi başka tür yıldızlar çevresinde dönen ve hatta bir yüzü hep güneşe bakan gezegenler için daha geniş düşünmek zorundayız. Elbette Dünya’yı başlangıç noktası olarak alalım; ancak önce yaşama uygun öte gezegenlerin bir şablonunu çıkaralım:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Öte gezegenler ve LOUPE

LOUPE’un bir açılımı, Dünya Benzeri Gezegenlerde Yaşam Saptamak için Dünya’yı Ay’dan Gözlemlemek’tir. Size garip gelebilir ama bu çok gerekli; çünkü gezegenimize alçak yörüngedeki uydularla bakmak, Ay’dan bakmak gibi değildir. Bugün uzay istasyonu ve NASA uyduları, gezegenimize detaylı fotoğraflar çekecek kadar yakındır. Oysa bizim uzaktan bulanık görünen gezegenlerin belli belirsiz ışığına bakarak yaşama uygun olup olmadıklarını anlamamız gerek. Öyle ya! Dünya benzeri gezegenlerde otomatik olarak yaşam olduğunu varsayamayız. Buna ayrıca bakmak gerekiyor.

Bu sebeple Dünya’nın uzaydan nasıl göründüğü hakkında estetik değer taşıyan birkaç fotoğraf dışında, bilimsel değer taşıyan bir çalışma yapmadığımızı baştan belirtelim. LOUPE projesi işte bu açığı kapatacak. Nitekim bu projenin aynı adı taşıyan bir kamerası var. Onun açılımı da Dünya’nın Detayları Belirsiz Çoklu Ölçümü için Ay Gözlemevi’dir. LOUPE sayesinde öte gezegenlerde yaşam olduğunu kolayca anlayacağız. Bunun için 100 ışık yılı uzaktaki bir gezegene, ışık hızının yüzde 10’uyla 1000 yılda gidecek nükleer füzyon roketli bir yıldızlararası sonda göndermeye gerek kalmayacak.

Sondanın gözlem verilerinin ışık hızıyla bize 100 yılda gelmesini beklemeye de gerek kalmayacak. NASA’nın bu yıl sonunda (inşallah ben ölmeden fırlatacağı) James Webb uzay teleskopu, öte gezegenleri detaylı görecek kadar keskin gözlüdür. Biz de Webb’in çektiği fotoğrafları LOUPE şablonuyla analiz edersek uzayda kısa sürede yaşam bulabiliriz. Dünya’daki bazı şartlar gezegenin insan yaşamanı desteklemesine olanak tanıdıysa, benzer koşulları diğer gezegenlerde aramak mantıklıdır. LOUPE, James Webb ile diğer teleskopların göreceği kara ve okyanus kütlesi izlerini yorumlamamızı sağlayacak. Sonuçta okyanus görmekle yaşam barındıran okyanusu saptamak iki farklı şeydir.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Bilimkurgunun geleceği bile etkilenecek

LOUPE Ay’dan bakarak Dünya’nın karaları, okyanusları ve atmosferini sanki öte gezegenmiş gibi görüntüleyecek. Peki bu ne demek? Örneğin yaşam barındıran oksijen atmosferli bir gezegenle, atmosferinde oksijen olmasına karşın ölü bir gezegeni nasıl ayırt ederiz? Bunun için atmosferin içinden geçerek süzülen ve atmosferden yansıyan ışığın nasıl kırıldığına bakarız. Özellikle de polarizasyonuna, yani ışığın kutuplanmasına bakarız. Bu da bize öte gezegenin dönüsü, hava durumu, bulutları, iklimleri, atmosferi ve mevsimleriyle ilgili bilgi verir.

Eskiden öte gezegenlerin polarizasyon verilerini alamıyorduk; çünkü elimizdeki teleskoplar zayıftı. Ancak James Webb gibi gelecek kuşak teleskoplar, gezegenlerin atmosferini analiz edecek kadar net görebilir. Şimdi size uzayda yaşam aramak gizemli ve zor geliyor ya… Bir de Webb’i görün! Polarizasyon verileri birkaç yılda biriksin, o zaman uzayda yaşam aramak rutin olacak. Bunun üzerinde dönen edebiyat da kulağa sıradan gelmeye başlayacak. Bu da bazı bilimkurgu romanları ve filmlerini ıskartaya çıkaracak kadar saçmaya indirgeyecek. Diğer yapıtların önünü ise alabildiğine açacak:

İlgili yazı: Alzheimer Hastalığının Gelişini 25 Yıl Önceden Bileceğiz

 

Üstelik öte gezegenler çok çeşitlidir

Bazılarının yüzeyi Büyük Ölüm’e yol açan ünlü Sibirya Platosu gibi soğuyup katılaşmış lav denizleriyle kaplıdır. Diğer “su dünyaları” ise hiç de Dünya gibi sert ve yoğun değildir. Yıldız Savaşları’ndaki Naboo gezegeni kadar olmasa da içi sünger gibi delik deşiktir. Öyle ki bunları suya atsanız yüzer. LOUPE bundan fazlasını seçmeyi sağlayacak. Örneğin gezegenler yıldızlar gibi ışık saçmaz ama ışığı yansıtır deriz. Peki hangi ışığı? Gece yanındaki yıldız ışığını mı, yoksa gündüz vakti güneş ışığını mı? Polarizasyonla bunları anlayabileceğimizi biliyor musunuz? Bunu ayırmak zordur.

Oysa polarizasyon verileri ayırmamızı sağlar. Mesela gündüz yanını gösteren güneş ışığı gezegenin ana yıldızından geldiği için tek yönlüdür. Yıldız ışığı ise uzaktaki binlerce yıldızdan geldiği için çok yönlüdür. Bu yüzden de gezegenin atmosferinden her yönde saçılarak yansır. Bu da ışık polarizasyonunu yüzde 10 artırır. Siz de buna bakarak öte gezegenlerin gecesini gündüzünü ayırabilirsiniz. Peki ya atmosferden süzülerek geçen ışık? Bunu öte gezegen atmosferinin içine girmeden görebilirsiniz. Sonuçta gezegenler uzaktan yuvarlak disk olarak gözükür. Atmosfer de gezegeni kenardan saran bir çember olur.

Bu çember

…atmosferin kesiti olup içinden geçen ışığı gösterir. Tabii atmosfer uzaydan yoğun bir ortam olarak aynı zamanda gazlı bir ışık süzgeci, adeta prizmadır. Bu da öncelikle gezegenin bulutlarını seçmenizi sağlar. Gezegenden yansıyan ışık en çok atmosferden yansıdığı için polarizasyon sayesinde havanın bulutlu olup olmadığını anlarsınız. Atmosferden süzülen ışık gökkuşağını da görmenizi sağlar. Hatta bizim bakış açımıza göre kendi gökkuşağını yaratır. Bu da bir gezegenin atmosferini ışık tayfına bakarak incelemenizi sağlar. Mesela kuru atmosferle yağmurlu havayı ayırırsınız. Nasıl mı?

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim

 

LOUPE ile gezegende hayat arama incelikleri

Dünya’daki gökkuşaklarının sebebi ışığın yağmurdaki veya atmosferdeki su damlacıklardan geçerken kırılmasıdır. Su damlaları beyaz güneş ışığını türle yöne saçar ve böylece renklerine ayırır. Ayrıca su buharı bulutları ışığı daha çok yansıtır ve yansıtma şiddeti bunların yağmur bulutları olup olmadığına göre değişir. Böylece kümülonimbus gibi bulut türlerini de tespit edersiniz ama dahası var… Oksijen–nitrojen atmosferindeki su buharı bulutlarının ışık tayfıyla Titan benzeri tolin atmosferi bulutları ve Venüs tarzındaki sülfürik asit–karbondioksit atmosferi bulutları farklıdır.

Bu yaşama uygun atmosferleri bulmaya izin verir ama aynı zamanda atmosferde serbest oksijen bulmaya yardım eder. Su buharı gökkuşağı ile yağmursuz açık bir gündeki atmosfer tayfı farklıdır. Yine de su oksijen içerir. Dolayısıyla kuru atmosferin tayfına bakıp zaten bildiğiniz su buharı polarizasyonuyla karşılaştırarak öte gezegen atmosferinin oksijen içerip içermediğini de anlarsınız. Hatta gökkuşağı, bulut ve kuru atmosfer verilerini birleştirip atmosferdeki oksijen oranını ölçersiniz.

Mesela, “A? Yüzde 21 oksijen ve yüzde 78 azot, binde 9 argon var, biz burada nefes alabiliriz” dersiniz. Kısacası LOUPE öte gezegen yaşama uygunluk şablonu sadece hayata değil, insan yaşamına uygun gezegen bulmanızı da sağlar. Üstelik Dünya benzeri bir gezegenin atmosferinde yüzde 20’nin üzerinde oksijen varsa bunu inorganik kimyayla açıklamak imkansız sayılır. Bunun yerine gezegende bitkiler var ve fotosentez yapıyor diye düşünürsünüz. Buna geri geleceğim ama LOUPE bununla sınırla kalmıyor. Gezegen ışığını sadece atmosfer yansıtmaz demiştim. Okyanus ve karaların yansıması da var.

Kayalar şekilsiz şeylerdir

…ve aynı zamanda engebeli arazi içerir. Bu sebeple kıtalardan yansıyan ışık pek polarize olmaz. Okyanuslar ise nispeten pürüzsüz olup ışığı tutarlı açılarda polarize yansıtır. Tabii rüzgarlar dalgalı denizlere yol açar ama bu polarize ışığın yansımasını genişletir. Işık ışınları lazerden değil de el fenerinden çıkar gibi genişler. Üstelik rüzgar ne kadar hızlı esiyor ve deniz ne kadar dalgalıysa o kadar çok genişler. Bu da dalgaların ve dolayısıyla akıntıların yönünü görmeye imkan tanır. Nispeten yakın gezegenlerde en yüksek dalgaların beyaz köpüklerini bile görürsünüz. Peki ya denizin rengi?

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

 

Öte gezegenler ve şarap rengi deniz

Azra Erhat ve Abdülkadir Meriçboyu’nun muhteşem bir Türkçeyle çevirdiği Homeros’un İlyada destanında beni en çok etkileyen ifadelerinden biri “şarap rengi deniz” sözüdür. Nitekim LOUPE şablonuyla denizin rengini bile görebilirsiniz. Okyanuslar daha çok mavi–beyaz, ama karadaki bitki örtüsü kırmızı ve karalar da kahverengi görünür. Bir dakika bir dakika… Bitkiler genellikle yeşildir değil mi? Öyleyse kırmızı ve kahverengi nereden çıktı? Kahverengiyi anlatmak daha kolay aslında: Dünya’ya yeterince uzaktan bakarsanız ormanların yeşili yerine karaların rengini, yani toprak rengini görürsünüz.

Bitkilerin kırmızı olmasına gelince… Dilerseniz buna bitkilerin ışık tayfının kırmızıya kayması, kızıla çalması ve kızılaltına yakınsaması diyelim. Peki bu ne demek? Fotosentez yapan bitkiler klorofil içerir. Onlara yeşil rengini bu pigment verir ve fotosentez yaparak enerji, bunun yan ürünü olarak da oksijenle karbondioksit üretmelerini sağlar. Dolayısıyla ışığı oksijen üretiminde kullanan öte gezegen bitkilerinin yeşil renkli olmasını beklersiniz ama yeşil olmak ne demektir? Bitkiler yeşildir; çünkü yeşilin dalga boyu fotosentez yapmaya elverişli değildir. Bu sebeple bitkiler yeşil ışığı yansıtıp yeşil olurlar.

Ayrıca bitkiler uzun dalga boyuna sahip kızılaltı, yani termal ışığı da fotosentez de kullanmaz. Bu sebeple insan gözü göremese de termal kameraların göreceği şekilde yakın kızılaltı ışık yansıtırlar. James Webb uzay teleskopunun yakın kızılaltına duyarlı olmasının sebebi budur! James Webb buna bakarak bitki örtüsüyle kaplı gezegenleri görmeyi umuyor. Biz de LOUPE şablonuyla Webb verisini çözümleyip bundan emin olmayı umuyoruz. Pekala… LOUPE sayesinde öte gezegenlerin karalarını, denizlerini, atmosferini ve bitki örtüsünü farklı açılardan göreceğimizi anladık.

O zaman ne olacak?

O zaman (şimdilik) 100 ışık yılına kadar, bir öte gezegenin yaşama ve insan yaşamına uygun olup olmadığını öğreneceğiz. LOUPE şablonuyla Webb fotoğraflarını analiz ederek bunu başaracağız. Bunun için 100 ışık yılı uzaktaki öte gezegenler için sonda göndermeye gerek kalmayacak. Tek yapmak gereken, Ay yüzeyine LOUPE kamerası koyup Dünya’yı uzaktan öte gezegen gibi fotoğraflamak olacak. Böylece yaşama uygun gezegenlerin uzaktan nasıl göründüğünü gösteren bir şablon yaratacağız.

Siz de yaşama uygun öte gezegenler aramanın 5 yolunu ve yaşama Dünya’dan uygun 24 gezegeni hemen görebilirsiniz. Güneş yerçekimi merceğiyle 100 milyar kat zum yapan teleskopu araştırabilirsiniz. Dünya dışı zeka neye benziyor ve Dünya dışı yaşam olduğunu nasıl anlarız diye sorabilirsiniz. Uzaylılar varsa neden Taksim’e inmediler bağlamında, Nadir Dünya hipotezini ve gökten sıvı cam yağan hipersonik gezegenleri inceleyebilirsiniz. Dünya benzeri gezegenlerin ne kadar yaygın olduğunu ve uzayda güneşi olmadan dolaşan başıbozuk gezegenlerdeki hayatı merak edebilirsiniz. Hızınızı alamayarak Güneş Sistemi’ndeki yeni gezegenlerarası otoyola da bakabilir ve hatta evren yaşama uygun olmak zorunda mı diye sorabilirsiniz. Bilimle ve sağlıcakla kalın.

Nükleer füzyon bildiğiniz gibi değil

¹LOUPE: Observing Earth from the Moon to prepare for detecting life on Earth-like exoplanets
²Spectral Properties of Plants
³Observing the Earth as an exoplanet with LOUPE, the Lunar Observatory for Unresolved Polarimetry of Earth