Süper Dünyalar İnsanların Yerleşmesine Uygun mu?

İnsanlar uzaya yayıldığı zaman Güneş Sistemi dışındaki ne tür öte gezegenlere yerleşecekler? Kepler ve TESS uzay teleskoplarıyla bugüne dek keşfedilen en yaygın öte gezegen türü süper dünyalardır. Peki süper dünyalar insanların yerleşmesine uygun mu? Dahası bunlar Dünya’ya ne kadar benziyor? İnsanların yaşamasına uygun bir gezegen nerede başlıyor ve nerede bitiyor? Yıldızlararası bir uygarlık kurmak için önce hangi gezegenleri kolonileştirmemiz gerekiyor? Bu soruların yanıtı dev dünyalarda yatıyor.

İnsana uygun gezegenleri bulalım

• Uzaya yerleşmek istiyorsanız gezegenlerinizi iyi tanıyacaksınız: Güneş Sistemi’nde iki tür gezegen var: İç güneş sistemindeki küçük, kayalık Dünya benzeri gezegenler (atmosferi olan, olmayan ve yeryüzünde ya da yeraltında su bulunan) ve
• Büyük kütleli, güçlü yerçekimine sahip gaz veya buz devleri. Bunların metal ile kayadan oluşan birkaç Dünya kütlesinde çekirdekleri vardır. Bu çekirdek yüzlerce ya da binlerce km’ye ulaşan kalın bir atmosferle çevrilidir.

Yaşam Dünya’da ortaya çıktığı için her ne kadar yaşama Dünya’dan daha uygun gezegenler olsa da insanların yerleşmesi için uzayda Dünya’nın benzerlerini ararız. Nitekim Güneş’e uygun uzaklıktaki kayalık gezegenler yüzeyinde okyanuslar olacak kadar sıcak olur. Bu da sıvı su için ideal atmosfer basıncı sağlar. Gaz devleri ise Güneş Sistemi’ne benzeyen sistemlerde Güneş’e uzak ve soğuktur.

Bunlar büyük ölçüde hidrojenle helyumdan oluşan atmosferleri nefes almaya uygun değildir ve uzay gemisiyle iniş yapabileceğimiz katı bir yüzeyleri yoktur. Güneşine yakın Sıcak Jüpiterler ise aşırı sıcak olduğundan iyice uygunsuzdur. Öte yandan uzay teleskopları Kepler ve TESS ile en çok keşfedilen gezegen türü süper dünyalardır. Peki Dünya irisi süper dünyalar insanların yerleşmesine uygun mu?

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

 

Süper dünyalar nasıl oluşuyor?

Bunu anlamak için gezegenlerin nasıl oluştuğuna bakalım. Yıldızlararası gaz ve toz bulutları süpernovaların ürettiği şok dalgasıyla çarpışıp sıkıştığında enerji kaybeder. Böylece soğuyarak kendi ağırlığıyla içe çökmeye başlar. Kendi çevresinde sarmallar çizerek çöken bulutun merkezinde bir veya birkaç yıldız oluşur. Bulutun geri kalanı ise merkezkaç kuvvetinin etkisiyle düzleşerek yıldızı bir frizbi gibi sarar. Buna gezegen öncesi disk denir; çünkü gezegenler bu diskte oluşacaktır.

Merkezdeki yıldızın radyasyon basıncı ve rüzgarı diskin ortasındaki gazları dışa üfler. Böylece diskin göbeğinde yıldızı saran ve boş uzaydan oluşan bir delik ortaya çıkar. Yıldızın sıcaklığı yüzünden diskin iç kesimleri kuru olur. Dış kesimleri ise başta su buzu ve diğer uçucu gazları içerir. Disk dönerken türbülans yapar, tıpkı Satürn’ün halkaları gibi farklı yoğunluk ve sıcaklıktaki çizgilere ayrılır. Bir anlamda eskilerin çizgili Barış Manço plaklarına benzer.

Çizgilerin içinde oluşan ön gezegenler birbiriyle çarpışır, birbirini güneşe veya uzaya savurur. Sonunda birkaç gezegen ve bir iki asteroit kuşağından oluşan yeni bir güneş sistemi doğar. Diskin dış kesimleri buzlu dış gezegenleri, genellikle de gaz devlerini doğurur. Diskin iç kesimlerinde daha az su içeren kayalık dünyalar oluşur. Bunlar Dünya, Mars veya süper dünya boyunda olabilir. Sonuçta gezegen öncesi gaz diski birkaç on milyon yıl içinde istikrarlı bir yıldız sistemine dönüşür.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Ne tür gezegenler var?

İstisnaları saymazsak yıldız sistemlerinin bazı ortak özellikleri vardır:

• Merkezde bir veya birkaç yıldız vardır.
• Birkaç gezegen yıldıza yakın döner (iç güneş sistemi)
• Güneş’e uzak kesimlerde, yani buzlanma hattının ötesinde gaz ve buz devleri ile buzlu dünyalar oluşur (dış güneş sistemi).
• Asteroit kuşağı genellikle en dış kayalık gezegen ile en iç gaz devi arasında ortaya çıkar.
• En uzak gezegenin ötesinde asteroitten çok kuyrukluyıldız içeren ve bizdeki Kuiper Kuşağı’na karşılık gelen ikinci bir asteroit kuşağı oluşur.
• Ayrıca yıldızı 6 ışık ayı ile 3,5 ışık yılı mesafeye kadar saran kuyrukluyıldızlardan oluşan seyrek ve küresel bir bulut bulunur ki bu da bizdeki Oort Bulutu’dur.

Oysa bu yazdıklarım bir şablondur! Bu şablona uygun olan veya olmayan birçok aşırı uç vardır. Örneğin gaz devleri güneşe doğru göçerek Sıcak Jüpiter’e dönüşebilir. Bu süreçte iç güneş sistemindeki süper dünyaları veya bütün kayalık gezegenleri yok edebilir. Bazen gaz devleri yerçekimi etkileşimleriyle dış güneş sistemine geri döner ve iç kesimlerde güneşe aşırı yakın olup kavrulan Merkürler bırakır. Şimdi gelelim bu tablodaki süper dünyaların insan yaşamına uygun olup olmadığına:

İlgili yazı: Oumuamua ile Borisov Kuyrukluyıldızı Uzay Gemisi mi?

 

Süper dünyalar ve gaz devleri

Bunlara süper dünya dememiz aceleden gelen bir talihsizliktir. Dünya’dan 1,5 ila 2 kat kütleli olup okyanuslarla kaplı olan ve atmosferi Dünya’ya yakın kalınlıkta olan gezegenlere süper dünya deriz. Dünya’dan 2-4 kat kütleli olup kalın veya buzlu bir atmosfer içeren gezegenlere ise Mini Neptün deriz. Bundan daha büyük ve kütleli olan gezegenler yaşama uygun olsa bile Dünya’dan çok farklıdır.

Her durumda bu üç gezegen türünün hafif kayalardan oluşan bir yerkabuğu ve manto tabakası, buna ek olarak da dibe batmış olan demir-nikel çekirdeği vardır. Bir gezegenin yaşama uygun olup olmaması ise kütlesine, çapına, yıldıza uzaklığı ve ortalama sıcaklığına bağlıdır. Son kararı ise sıcaklık verir. Mesela Venüs Güneş’e Merkür’den uzak olsa da kalın atmosferi yüzünden daha sıcaktır.

Kısacası güneşe yakın ama ince atmosferli bir gezegen oksijen tüpü taşıdığınız ve morötesi ışınlardan koruduğunuz sürece yaşama uygun olabilir. Güneşe uzak bir gezegen de yüksek basınçlı olmasına karşın kalın atmosferi sayesinde okyanusların donmayacağı kadar sıcak olabilir. Hatta uzak gezegenler düşük yerçekimine rağmen soğuk olduğu için kalın bir atmosfer tutabilir (Satürn’ün uydusu Titan gibi) ama biz yaşama değil, insanların yerleşmesine uygun gezegenleri arıyoruz.

Mini Neptünler

Bu açıdan ikinci kriter yıldıza yakınlıktır. Güneşe yakın dönen bir gaz devi bile muazzam yerçekimine rağmen atmosferini kaybedebilir. En büyük kütleli gaz devleri ise önce kahverengi cüceye dönüşecek ve ondan 75 kat kütleli olursa bu kez kırmızı cüce yıldız olarak yanacaktır. Bu bağlamda süper dünyaların Dünya benzeri gezegenler ile Neptün benzeri gezegenler arasında kesintisiz bir geçiş sağlayan ara kategori olduğunu söyleyebiliriz. Süper dünyalarda bu yüzden yanlış yaptık:

İlgili yazı: Zamanda Yolculuk Etmenin 9 Sıra Dışı Yolu

 

Süper dünyalar ve Neptünler

Eskiden süper dünyaların 10 Dünya kütlesine kadar Dünyamıza benzeyeceğini düşünüyorduk. Bunların karaları olmayabilir, 100 km derinliğinde olup deniz tabanında sıcak buz içeren global okyanusları bulunabilirdi. Yine bunlar fırtına bulutlarına rağmen deniz yaşamına uygun olabilirdi ama öyle değil. Süper dünya teriminde Dünya’nın adı geçiyor. Oysa gezegenimizden iki kat kütleli ve üçte bir büyük olan gezegenler Mini Neptün kategorisine giriyor. Özetle bunlar mini gaz devlerine dönüşüyor (tabii kütle/oranında santimetreküpte 6 gram olarak kayalık dünyamızın yoğunluğunu baz alıyoruz).

Peki Dünya gibi ince atmosferi olan kayalık süper dünyalar olamaz mı? Olur. Hatta TESS uzay teleskopu bizden 280 ışık yılı uzakta ve 10 milyar yaşında olan böyle bir gezegen keşfetti. TOI-561b Güneş kütlesinin yüzde 80’ine sahip olan bir yıldızın çevresinde dönüyor ve Dünyamızdan iki kat yaşlı. Bu gezegen Dünya’dan 1,45 kat büyük ve 3,2 kat ağır kayalık bir cisim. Hatta yıldızına o kadar yakın ki bir yılı sadece 10,5 saat sürüyor! Bu gezegenin Neptün benzeri gazlı bir atmosfere sahip olmamasının tek sebebi ise aslında Sıcak Neptün olması. Güneşe yakın döndüğü için atmosferi çoktan uçup gitmiş, geriye radyasyonla kavrulan sıcak ve kayalık bir çekirdek kalmış. 😮

Süper dünyaların sınırları

Gezegenleri yeniden sınıflandıracak olursak kütlesi Dünya’nın üçte biri ile iki katı olan gezegenler Dünya benzeridir. Kütlesi Dünya’nın 2-10 katı olan gezegenler Mini Neptün’dür (eskiden süper dünya derdik). Bunların en hafif olanları 100 km derinlikte okyanusları olan su dünyalarıdır. Diğerleri ise yıldıza yakınlığına göre mini gaz devi veya buz devidir (ya da TOI-561b gibi kurumuş kayalık çekirdekler). Dünya’dan 10-20 kat kütleli olan soğuk gezegenler Neptün tipidir. Daha ağır gezegenler ise gaz devidir ve kütlesi Jüpiter’in 15-75 katı olanlar da kahverengi cücedir.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

 

Evim evim, güzel evim

İnsana en uygun gezegenlerse sıcaklık, atmosfer ve okyanuslar açısından Dünya benzeri cisimlerdir. Bunların çapı Dünya’dan en çok 1,3 kat geniş ve kütlesi de 1,2 kat büyüktür. Diğer dünyalarda uzay giysisi, yeraltı kentleri veya sera kentler dışında yaşamak imkansızdır.

Siz de bu bilgileri tamamlamak için Dünya benzeri gezegenler ne kadar yaygın yazısını okuyabilir ve güneş sistemini 100 yılda keşfetmemizi sağlayacak gezegenler arası otoyola bakabilirsiniz. Mars’a 2 ayda gitmemizi sağlayacak mini füzyon roketlerini görerek Neptün’deki elmas yağmurlarını inceleyebilirsiniz. Güzel havalara denk geldiğiniz canlı bir hafta geçirmek üzere sağlıcakla ve bilimle kalın. 😊

Yeni süper dünyalar keşfediiliyor

¹The Super-Earth Opportunity – Search for Habitable Exoplanets in the 2020s
²The habitability of a stagnant-lid Earth
³Lessons from early Earth: UV surface radiation should not limit the habitability of active M star systems