Uzayda Keşfedilen En Şaşırtıcı 3 Su Dünyası

Dünya’dan büyük, Neptün’den küçük gezegenlere süper dünya diyoruz ve bunların büyük kısmı 100 km derinlikte okyanuslarla kaplı oluyor. Interstellar filmindeki kara deliğin çevresinde dönen Miller dünyasından sıcak buzla kaplı dev gezegenlere kadar uzaydaki en ilginç 3 süper su dünyasını görelim.

1. Miller Dünyası

Hafta sonu yayınlanan Interstellar filmi ne kadar gerçekçi yazımdan sonra, filmde yer alan ve Miller gezegeni adı verilen süper su dünyası hakkında birçok soru aldım. Bu soruları yanıtlamanın en iyi yolu da ayrı bir blog yazmaktı. Peki uzayda gerçekten tümüyle sularla kaplı okyanus dünyaları var mı?

Aslında var: Bilim insanları Dünya’dan 1,5 kattan daha büyük olan gezegenlerin çok ağır olduğunu ve güçlü yerçekimi ile uzaydaki gaz bulutlarını kendine çekerek Neptün gibi nispeten küçük gaz devlerine dönüştüğünü düşünüyor.

Ancak, Dünya’dan yüzde 40 daha büyük ve birkaç kat daha ağır olan gezegenlerin su dünyası olduğu tahmin ediliyor. Interstellar filmindeki Miller gezegeni de bu okyanus gezegenlerinden biri; ama sadece diz boyuna gelen sığ okyanusları ile su dünyalarının ne kadar sıra dışı olabileceğini gösteriyor.

İlgili yazı: Interstellar Filmi Ne Kadar Gerçekçi?

 

Dünya’dan yüzde 30 ağır

Bir gezegen ne kadar ağırsa kendi üzerine çökerek o kadar küçülüyor. Bu sebeple Dünya’dan 3 kat ağır olan bir gezegenin çapının bizden en fazla 2 kat geniş olması bekleniyor. Miller su dünyası Yeryüzünden 1,3 kat daha ağır. Bu nedenle çapı da 1,5 kat daha geniş olmalı (18 bin km).

Neden diz boyu?

Miller gezegeninin birçok garip özelliği var: Örneğin tümüyle denizlerle kaplı olmasına rağmen suyun derinliği diz boyunu aşmıyor. Oysa bu sıra dışı gezegende saat başı 1 km yüksekliğinde gelgit dalgaları görünüyor.

Dünya’dan yüzde 30 ağır bir gezegenin en az 50 km derinlikte okyanuslarla kaplı olması gerekirken suyun derinliği neden diz boyunu aşmıyor? Peki birçok dereden daha sığ denizlerle kaplı olan bu gezegende neden hiç kara parçası veya yüksek dağ yok?

Miller su dünyası ile ilgili gariplikler burada bitmiyor: Bu gezegenin filmdeki süper kütleli kara deliğe çok yakın bir yörüngede döndüğünü biliyoruz. Gezegende görülen 1 km yüksekliğindeki dev gelgit dalgalarını da kara deliğin güçlü gelgit etkisine borçluyuz. Oysa kara delik gezegeni parçalamıyor ve sadece denizleri kabartıyor. Peki neden?

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Gelgit kilidi sayesinde

Bu soruları basitçe yanıtlamanın en iyi yolu işe Gargantua adlı kara delikten başlamak ve Miller su dünyasının kara deliğin çevresinde nasıl döndüğüne bakmak:

Gargantua kendi çevresinde çok hızlı dönen ve tam 150 milyon km çapında olan süper kütleli bir kara delik. Bu nedenle güçlü gelgit etkisine sahip olmasına rağmen, yakın çevresindeki uzayı gezegenleri parçalayacak kadar şiddetli ölçüde bükmüyor.

Buna karşın Miller dünyasının Gargantua’ya 1 km yüksekliğinde gelgit dalgaları görülecek kadar yakın döndüğünü görüyoruz.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Neden kara deliğe düşmüyor?

Bir gezegen nasıl olur da kara deliğe bu kadar yakın bir yörüngede dönebilir ve bu kadar yakınken kara deliğe düşmekten nasıl kurtulabilir?

Normalde bir kara deliğe ne kadar yakınsanız o kadar hızlı dönmeniz gerekiyor. Yoksa kara deliğe düşüp yok oluyorsunuz. Nitekim Miller dünyasının kara deliğin çevresinde ışıktan hızlı dönmesi şart ve evrende hiçbir şey ışıktan hızlı gidemeyeceği için bu imkansız.

Ancak, Gargantua da kendi çevresinde çok hızlı dönüyor. Bu yüzden çevresindeki uzayı da hızla döndürüyor. İşin ilginci hiçbir cismin ışıktan hızlı gidemeyecek olmasına rağmen, bizzat uzay boşluğunun ışıktan hızlı hareket etmesine bir mani yok.

Bu sebeple Miller gezegeni aslında ışıktan yavaş dönmesine karşın, kara deliğin sürüklediği uzayla birlikte Gargantua çevresinde ışıktan hızlı dönüyor. Böylece dışarıdan bakınca gezegenin toplam hızı ışık hızını aşıyor.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Kararlı yörüngede

Filmin danışmanı fizikçi Kip Thorne’un hesaplamaları, bu şartlar altında, kara deliğe yakın tek bir kararlı yörünge olacağını gösteriyor. Miller işte bu yörüngede dönüyor; ama Gargantua’ya bu kadar yakın olmanın da ağır bir bedeli var: Gelgit kilidi yemek.

Miller Dünya’sının kendi çevresinde dönme hızı kara deliğin çevresinde dönme hızına eşit. Bu yüzden de hep aynı yüzü kara deliğe bakıyor. Üstelik filmde görülmese bile bu gezegen gelgit etkisiyle yumurta şeklini alıyor.

Buna gelgit kilidi diyoruz ve Ay’ın hep aynı yüzünün Dünya’ya bakmasının sebebi de bu (Aradaki tek fark, Dünya’nın Ay’ı yumurta gibi bükecek kadar güçlü yerçekimine sahip olmaması 🙂 ).Tabii kara deliğin çevresinde o kadar hızlı dönmek de dış gözlemcilerin bakış açısına göre, Miller dünyasında zamanın çok yavaş geçmesi anlamına geliyor.

Öyle ki dışarıdan bakınca Miller’ın kara delik çevresinde 1,7 saatte tur attığını görüyoruz; ama Miller yüzeyinden bakarsak gezegen saniyede 10 tur atıyor. Bu yüzden gezegende 1 saat geçerken Dünya’da tam 7 yıl geçiyor!

İlgili yazı: Kara Delik Resmi Çeken Dünya Boyunda Teleskop

 

Su dünyası ile ilgisi var?

Bütün bu ön açıklamaların ardından nihayet baştaki soruların cevabına geliyoruz: Miller dünyası Gargantua’ya 1 km yüksekliğinde gelgit dalgaları görülecek kadar yakın; ama gelgit etkisiyle parçalanacak kadar yakın değil.

Ayrıca Dünya’dan yüzde 30 daha ağır bir gezegen olarak kendi ağırlıyla büzüldüğü için Miller dünyasında tektonik hareketler görülmüyor; yani bu gezegende kıtaların kayması ve yer değiştirmesi imkansız. Bu nedenle Miller dünyasında dağlar ve yanardağlar oluşmadı.

Bununla birlikte elbette alçak tepeler oluşabilirdi. Ancak, 5 milyar yaşındaki gezegen milyarlarca yıldır kara delik çevresinde dönüyor ve bu süre zarfında her saat başı 1 km yükseklikte gelgit dalgaları görülüyor. Bunlar gezegenin alçak tepelerini çoktan aşındırarak düzleştirmiş bulunuyor.

Bütün karalar eriyip yok olunca da geriye diz boyu global okyanus kalıyor. Ancak, okyanusların sığ olmasının nedeni Miller’ın çok az miktarda su içermesi değil. Tersine, bu kadar ağır bir dünyanın çok derin okyanuslara sahip olması gerekiyor.

İlgili yazı: Kara deliğe düşen astronota ne olur?

 

İşin sırrı dalgalarda

Deniz suyunun büyük kısmı gezegenin çapına eşik büyüklükte olan ve 1 km yüksekliğe erişen dev bir gelgit dalgası olarak yerkabuğunu saat başı dolaşıyor. Suyun büyük kısmı dalgada toplandığı için dalganın dışında kalan suyun derinliği diz boyunu geçmiyor!

Böylece biz de Interstellar filminde bilinen evrenin en sığ su dünyasını görüyoruz. Aynı zamanda Dünya’dan büyük gezegenlerin, ancak sıra dışı bir kara deliğin etrafındaki istisnai yörüngede dönmek gibi çok özel şartlar altında sığ denizlerle kaplı olabileceğini görüyoruz.

İlgili yazı: Yeşil Sahra 4000 Yıl Önce Neden Çöl Oldu?

 

2. Güneş Sistemi’ndeki su dünyaları

Yaşadığımız Güneş Sistemi’nde birçok su dünyası var: Bunlar Satürn ve Jüpiter gezegenlerinin buzlu uyduları. Dış yüzeyi en az 30 km kalınlığında buzlarla kaplı olan Enceladus, Europa, Ganymede, Callisto, Titan gibi uyduları saran buzun altında derinliği 100 km’ye ulaşan okyanuslar bulunuyor.

Ancak, bu okyanusların su basıncı Dünya’nın en derin yeri olan 11 km’lik Mariana çukurundan daha yüksek değil. Ne de olsa Dünya’dan küçük olan ve büyük ölçüde sudan oluşan bu uyduların yerçekimi çok zayıf (Örneğin Europa’nın yerçekimi Dünya’nın yedide biri).

Bu sebeple Enceledus ve Europa’nın buz altı okyanusunda hayat olabileceğini ve hayat varsa sudaki bakterilerin yüksek basınç altında ezilmeyeceğini düşünüyoruz.

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük

 

Ezici basınç

Bununla birlikte uzayda Miller su dünyası ile Satürn’ün uydularından çok daha ölümcül olan su dünyaları var. Bunlar genellikle 100 km derinliğinde maden suyu okyanuslarıyla kaplı bulunuyor.

Ancak, hayata esin kaynağı olabilecek minerallerle kaplı bu okyanuslar, yerçekimi Dünya’nın 1,5 ila 4 katına erişen büyük kütleli dünyaları sarıyor. Bunun da birkaç sonucu var: Öncelikle 100 km derinlikteki bir okyanusun kara parçası içermesi mümkün değil.

Dünya’nın en yüksek dağı deniz tabanından 10 km yükselen Mauna Kea yanardağı. Öte yandan, Everest dağı da deniz seviyesinden 8848 metre yüksekte. Su dünyalarının ağır kabuğundaki dağların birkaç km’den yüksek olması ise kesinlikle imkansız.

İlgili yazı: AIDS’e Kesin Çare >> Amerikalı doktorlar HIV virüsünü insan DNA’sından sildi

 

Sıcak buz

Ayrıca 100 km derinliğindeki okyanusların ezici basıncı okyanus tabanını ezerek düzleştiriyor. Ancak, bunun en ilginç yanı sıcak buz oluşması: Deniz altında basınç öyle artıyor ki sıkışan suyun sıcaklığı 300 dereceye çıkıyor; ama yüksek basınç suyun buharlaşmasını önlüyor.

Hatta yeterince derinde su moleküllerini iyice sıkıştırarak hareket edemez hale getiriyor ve sıcak buz oluşturuyor! Kısacası su dünyası denilen gökcisimleri, gaz devine dönüşecek kadar güçlü yerçekimine sahip olmayan, ama yüzeyinde büyük miktarda su tutan süper dünyalar sınıfına giriyor.

İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi

 

3. Bunlardan biri de GJ 1214b

Henüz gerçek bir ismi olmayan ve sadece katalog numarasıyla bilinen bu su dünyası yukarıda anlattığımız derin okyanus dünyalarından çok daha büyük bir gezegen. Öyle ki yüzlerce km derinlikte süper derin okyanuslara sahip ve Neptün gibi bir gaz devi olmasına ramak kalmış bulunuyor.

Mini Neptün olmanın kıyısından dönmüş olan gezegen Dünya’dan 7 kat daha ağır; fakat kendi ağırlıyla büzüldüğü için sadece 2,7 kat daha büyük. GJ 1214b gezegeni kırmızı cüce yıldızına sadece 2 milyon km uzakta dönüyor ve yüzey sıcaklığı 230 dereceye ulaşıyor.

İlgili yazı: Lockheed Martin Mars Yörüngesinde Uzay İstasyonu Kuracak

 

Anormal dünya

Normalde kırmızı cüceler küçük ve soluk yıldızlardır. Bu nedenle gezegenlerin zayıf yerçekimine sahip kırmızı cücelere yakın dönmesini de normal kabul ederiz. Örneğin, Dünyamız Güneş’e Trappist-1 yıldız sistemindeki dünyalar kadar yakın olsa okyanuslarımız sıcaktan buharlaşırdı.

GJ 1214b su dünyası da yıldızına yüzeyindeki deniz suyunun buharlaşacağı kadar yakın. Buna karşın, klasik süper dünyalardan 3 kat büyük kütleye sahip olduğu için helyum ve hidrojen gibi uçucu gazlardan oluşan kalın bir atmosfere sahip.

İşte bu kalın atmosfer gezegenin derin okyanuslarının Güneş’e yakın Venüs gibi buharlaşıp kurumasını önlüyor; ama aynı zamanda, atmosferin deniz yüzeyiyle temas ettiği derinlikte Venüs’ten çok daha yüksek bir basınca yol açıyor.

İlgili yazı: Europa ve Enceladus Okyanusları Hayata Elverişli Olabilir

 

Kısacası yaşam yok

Yüksek sıcaklık ve basınç nedeniyle GJ 1214b gezegeninin hayata elverişli bir su dünyası olamayacağını görüyoruz. Ancak, bu durum uzayda yaşam barındıran su dünyası bulunmadığı anlamına gelmiyor. Nitekim astronomlar daha 20 Nisanda hayata uygun olabilecek yeni bir süper dünya buldular.

Ne yazık ki bunun da sadece katalog numarası var: LHS 1140b, tıpkı Trappist-1 gezegenleri gibi soluk ve uysal bir kırmızı cüce yıldızın çevresinde dönüyor. Normalde kırmızı cüceler küçük ve soluk olmasına rağmen ölümcül radyasyon parlamalarına yol açıyor.

Ancak, LHS 1140b ve Trappist-1 yıldızları ultra soğuk kırmızı cüce olarak kendilerine yakın gezegenleri öldüren radyasyon patlamaları yaratmıyor. Evrendeki yıldızların dörtte üçü kırmızı cüce olduğu için uzayda hayat ararken kırmızı cücelerin çevresinde dönen gezegenlere özellikle dikkat ediyoruz.

İlgili yazı: Satürn Halkaları Nasıl Oluştu?

 

Süper dünyada hayat olabilir

LHS 1140b Dünya gibi kısmen suyla kaplı olduğu düşünülen bir süper dünya. Tümüyle sularla kaplı olmaması da gezegenin hayata elverişli olma ihtimalini artırıyor. Dünya’dan yüzde 40 daha büyük olan gezegenin çapı 17 bin 600 km’ye erişiyor. Kütlesi ise Dünya’nın 6,6 katını buluyor.

Ancak en ilginç özelliği Dünya ile yaşıt olması; yani bu gezegende hayatın ortaya çıkması için yeterince süre geçmiş bulunuyor. Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nde çalışan ve gezegeni bulan ekibin başında yer alan Jason Dittmann, Şili’deki HARPS teleskopu ile bu gezegeni bulduğumuz için çok şanslı olduğumuzu söylüyor:

“Tam sınırda bir süper dünya keşfettik. Ne çok derin okyanuslara sahip bir su dünyası ne de bir gaz devi. Ölçümler doğruysa Dünya gibi karaları ve denizleri olan bir süper dünya olabilir. En azından bakteri düzeyinde hayat olabilir. Büyük ölçüde demir ve silikat içerdiği için tümüyle denizlerle kaplı olduğunu sanmıyoruz.”

İlgili yazı: Baidu Yapay Zeka Kendi Başına Öğreniyor

 

Su var mı?

LHS 1140b elbette tümüyle kurak bir dünya olabilir. Sonuçta kırmızı cüce yıldız doğduğu zaman çapı çok daha geniş olan dengesiz bir yıldızdı. Bu sebeple de LHS 1140b eskiden yıldıza bugünkünden daha yakın ve sıcaktı. Bu sebeple süper dünya 5 milyar yıl önce su kaybına uğramış olabilir.

Ancak tüm gezegenler hayata çok sıcak olarak başlıyor. Yerkabuğu da ilk yüz milyon yıl çok sıcaktı ve kısmen erimişti. Bununla birlikte yerkabuğunu saran sıcak lavlar yerin derinliklerinde gazları ve su buharını koruyarak bunların yüzeye çıkıp buharlaşarak uzaya kaçmasını önlüyor.

En azından Dünya’da böyle oldu

Gezegenimiz soğuyup katılaştığı zaman hem yüzeyine çarpan kuyrukluyıldızların getirdiği suyla beslendi hem de yanardağlar yerkabuğunun derinliklerindeki suyu dışarı çıkardı. Böylece ilk okyanuslar oluştu. LHS 1140b gezegeni de suyunu sonradan kazanmış olabilir.

İlgili yazı: NASA Trappist-1 Sisteminde 7 Yeni Dış Gezegen Keşfetti

 

Yıldızları karşılaştıralım

Hem LHS 1140b yıldızı hem de Trappist-1 yıldızı ultra soğuk kırmızı cüce sınıfına giriyor. Kısacası bu yıldızlar yakın yörüngelerde hayata elverişli sulak ve ılıman gezegenleri prensipte destekliyor. Ancak LHS 1140b yıldızı çok daha yavaş dönen ve çok daha az radyasyona yol açan uslu bir güneş.

Bu nedenle Dittmann ve ekibi yeni süper dünyanın hayata elverişli ilk büyük kayalık gezegen olabileceğini düşünüyor. Her durumda James Webb uzay teleskopu 2018’de çalışmaya başladığı zaman bütün bu gezegenlerle ilgili çok daha fazla bilgi edineceğiz.

Örneğin uzayda Dünyamız gibi küçük kayalık gezegenlerin ne kadar yaygın olduğunu bilmiyoruz. Bu nedenle de Samanyolu galaksisinde Dünya dışı hayat olasılığını kesin olarak hesaplayamıyoruz. Gezegenimize benzeyen bir su dünyası veya süper dünya bulmak bu yüzden önem taşıyor. Geriye yabancı dünyalarda hayat aramaya devam etmek kalıyor.

Dünya’ya en çok benzeyen 10 gezegen

¹A temperate rocky super-Earth transiting a nearby cool star