Dış Uzay Tüm Yazılar

Güneş Sistemi Dışındaki Gezegenler 1: Cüce Yıldızlar

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Güneş Sistemi dışındaki gezegenleri (ötegezegen yahut exoplanet olarak da isimlendirilirler) anlatmadan önce, konunun daha iyi anlaşılabilmesi için bu gezegenlerin barınabileceği yerleri tanımamız gerekiyor. O nedenle yazı dizimizin ilk birkaç bölümü, ötegezegenlere ev sahipliği yapabilecek gökcisimleri üzerine olacak. Daha sonra da gezegenlerin özelliklerini incelemeye, burada yaşamın nasıl şekillenebileceğini görmeye çalışacağız.

Bir de altını çizerek belirtelim, bu gezegenleri ele alırkenki kriterimiz “Dünya benzeri, sıvı suya bağımlı” yaşama uygunluklarıdır. Bilmediğimiz başka türde yaşamlar (silisyum, metan vb bazlı) olabilir. Ancak, bilimin öncelikli amacı “bildiği” konuyu araştırmaktır. Bizler Dünya üzerindeki yaşam hakkında çok şey biliyoruz ve şu an benzeri bir yaşam sağlayabilecek gezegenleri bulmaya çalışıyoruz. İleride başka türde, örneğin sıvı metan kaplı bir gezegende gelişkin yaşam oluşabileceğini keşfedersek, araştırma alanımızı genişletip onları da bulmaya çalışabiliriz.

Yakın zamana kadar, yıldız dediğimizde aklımıza hep ortalama Güneş büyüklüğünde, yahut çok daha büyük yıldızlar geliyordu. Kırmızı cüce olarak bilinen ve evrendeki yıldızların yaklaşık %80’ini oluşturan sınıf ise bir kenara atılmış, çok da önemsenmeyen gök cisimleriydi. Bu nedenle gezegen arayışı da Güneş benzeri yıldızlar üzerine yoğunlaşmıştı. Çünkü biz, Güneş benzeri bir yıldızın ışığı altında yaşıyorduk ve eğer üzerinde yaşam barındırabilecek bir gezegen olacaksa, bu gezegenin bizim Güneşimiz boyutlarında (ve en az onun yaşında) bir yıldızın etrafından dönüyor olması gerektiği düşünülüyordu. Fakat işin öyle olmadığı çok çabuk anlaşıldı.

Güneş benzeri yıldızlar, evrende bildiğimiz yıldızların sadece yaklaşık %8’lik bir bölümünü oluşturuyor. Ortalama yaşam süreleri ise anakol evresinde 8 ila 15 milyar yıl kadar. Işıma güçleri daha büyük yıldızlarla kıyaslanamayacak derecede düşük olsa da, kırmızı cüce yıldızlarla karşılaştırıldığında çok daha fazla. Gerçekte, çıplak gözle gökyüzüne baktığımızda gördüğümüz yıldızların hemen hemen tamamı Güneşten çok daha büyük kütleli yıldızlardan oluşuyor.

Kepler uydusunun Samanyolu’nda Güneş dışı gezegenleri aradığı bölge.

Dünyaya en yakın yıldız Proxima Centauri‘den Güneşe baksaydınız, onu soluk bir yıldız olarak diğer yıldızlardan ayırmanız zor olacaktı. Öyleyse, Güneşten çok daha soluk kırmızı cüceleri çıplak gözle göremememiz kadar normal bir şey yok. Bu şu anlama da geliyor; Samanyolu‘ndaki yıldızların %80’ini çıplak gözle göremiyoruz. Belki de bu nedenle şimdiye kadar onları ciddiye almadık. Oysa, gezegen araştırmaları gösterdi ki, kırmızı cüce yıldızlar da en az bizim Güneş sistemimiz kadar gerçek gezegen sistemi oluşturabiliyorlar.

Güneş’e göre düşük kütleli ve soğuk bir kırmızı cüce yıldızın çevresinde yer alan olası bir gezegen.

Anakol yıldızları arasında M sınıfı olarak listelenen kırmızı cüceler, düşük ışıma güçlerine (Güneşin yaklaşık yüzde 10-15’i ile on binde 1’i kadar) karşın, olağanüstü uzun ömürleriyle ünlüler. Bir kırmızı cücenin ömrü 80 – 100 milyar yıldan başlıyor ve kütlesinin (dolayısıyla ışıma gücünün) düşüklüğüne göre 1 trilyon yıla kadar uzayabiliyor. Bu da onları aslında gezegen sistemleri ve -olası- yaşam için en uygun adaylar haline getiriyor. Çünkü uzun ömürlü olmalarının yanısıra, kırmızı cüceler aynı zamanda oldukça stabil yıldızlardır. Öyle ki, ne kadar soluk olursa olsun, bugün 7 milyar yaşındaki bir kırmızı cücenin yaydığı ışınım gücü neyse, 70 milyar yıl sonra da o olacak. Açıkcası, bizim Güneşimiz yok olduktan on hatta yüz milyarlarca yıl sonra bile, kırmızı cüce komşuları aynen bugün olduğu kadar sağlıklı parlamaya devam edecekler. Güneşe en yakın 60 küsür yıldızın 50 kadarını kırmızı cüce yıldızın oluşturduğu düşünüldüğünde onların hancı, Güneşin ise yolcu olduğunu anlamak zor değil. Daha önce de söylediğim gibi, bunların ışığı çıplak gözle göremeyeceğimiz kadar zayıf. Bu nedenle biz yakınımızdaki yıldızlardan sirius ve alpha centauri gibi büyük kütleli ve parlak olan birkaç tanesini görebiliyoruz.

Araştırmalar başladıktan sonra, keşfi yapılan gezegenlerin önemli bir kısmı kırmızı cüce yıldızların çevresinde döndüğü farkedildi. Tabi bu yıldızların “yaşam kuşağı”, bizim Güneşimizle aynı değil. Örneğin dünya, Güneşin yaklaşık %30 kütlesine sahip bir kırmızı cücenin çevresinde olsaydı, üzerindeki yaşamın devam edebilmesi için ona bugün Güneşe olan uzaklığından yaklaşık 10 kat daha yakın olmak zorunda kalacak, yani 150 milyon değil de, 15 milyon kilometre uzaklıkta olması gerekecekti. Böylece dünya bugün olduğu kadar ısı ve ışık alabilecekti. Görüleceği üzere, bir kırmızı cüce’nin çevresinde yaşayabilmek için ona sadece Güneşte olduğundan çok daha yakın olmanız gerekiyor. Başka bir deyişle, kırmızı cücelerin yaşam alanı Güneş benzeri yıldızlardan çok daha yakın yörüngelerde yer alıyor.

Yıldızların, kütlelerine göre sıvı suyun var olmasına imkan tanıyan “yaşam kuşakları”. Kırmızı alanlarda bulunan gezegenler fazla sıcağa maruz kalırken, mavi bölgede yer alan gezegenler ise dondurucu soğukla yüzyüzeler. Yeşil alan ise, Dünya benzeri şartların oluşabileceği uzaklığı gösteriyor. 

Eğer Güneşin bulunduğu yerde, kütlesi Güneşin yarısı kadar olan bir kırmızı cüce bulunsaydı, 35 milyon kilometre uzaklıkta dönen merkür dünya kadar ışınım alan yaşam alanı içerisinde olacaktı. Fakat eğer yıldız daha küçük, mesela Güneşin %20’si kadar kütleye sahip olsa idi, merkür oldukça soğuk bir gezegen olacaktı. Bu durumda, yaşama izin verecek olan gezegenin 8-10 milyon kilometre ötede dönmesi gerekecekti. Tabi bu da bir kütleçekimsel kilitlenmeye (ay ve dünya gibi) yol açacaktı.

Özetle, Güneşin yarı kütlesine sahip bir kırmızı cüce yıldızın yaşam kuşağında bulunan gezegenler, gel-git etkileri nedeniyle sürekli aynı yüzlerini yıldıza dönmek zorunda değiller. Yarı Güneş kütlesindeki bir yıldıza 30 milyon kilometre uzaktaysanız, kütleçekim kilidine kapılma ihtimaliniz pek yok. O halde, Güneş benzeri yıldızlardan çok çok daha fazla sayıda bulunan kırmızı cüceler, yaşam arayışı için bolluk açısından en önemli kaynaklar haline geliyorlar. Kaldı ki, tüm yıldızların %10’una yakını oluşturan K sınıfı turuncu cüce yıldızları da bu arayışın içine katmak şart. Turuncu cüceler, Güneşin %80’i ile %60’ı arasında kütleye sahip olan yıldızlara deniliyor. Bu yıldızların yaşam kuşakları ise, yıldızdan 60-90 milyon kilometre arası uzaklıkta…

Eğer Güneş’in şu anda bulunduğu yerde düşük kütleli soğuk bir cüce yıldız yer alsaydı, Dünya “şu anki yerinde” tıpkı bu gezegen gibi soğuk ve buz tutmuş bir yer olacaktı. Bugünkü gibi mevsim şartları için ise, yıldıza çok daha yakın olması gerekecekti.

Tabi burada, Güneşin %25’inden daha düşük kütleli yıldızları yaşam için uygun görmek doğru olmaz. Bunlar gerçekten çok sönük yıldızlar ve bu yıldızların yaşam kuşağında yer almak için yıldıza tehlikeli derecede (3-8 milyon km) yakın olmanız gerekiyor. Bu yakınlık, hem kütleçekim kilidi nedeniyle gezegenin hep aynı yüzünün yıldıza dönük olması, hem de aşırı radyasyona ve yıldızın kütle atımlarına doğrudan maruz kalmak gibi sorunları beraberinde getiriyor.

Neyse işte, işin güzel yönü, kırmızı cüceler çevresinde keşfedilen gezegenler yıldızlarına yakın konumlarda yer alıyorlar. Başka bir deyişle, yıldız küçüldükçe çevresindeki gezegenlerin yörüngeleri de aynı oranda küçülüyor. Bu da gösteriyor ki, yaşanabilir yahut yaşam oluşması mümkün gezegenleri artık sadece Güneş benzeri yıldızlar çevresinde arama zorunluluğu yok. Güneşten küçük kırmızı ve turuncu cüce yıldızlar sayıca çok daha fazlalar ve gezegen sistemlerine düşman değiller. Aksine, belki de yaşam için Güneş benzeri yıldızlardan çok daha uygunlar.

Güneş’ten daha büyük yıldızların çevresinde yer alan gezegenlerde, hem bu yıldızların çok kısa ömürlü olması, hem de dengesiz tabiatları nedeniyle gelişkin yaşam oluşması mümkün değil.

Son olarak; Güneşten daha büyük (1.3 kat ve fazla kütleye sahip) yıldızlar “yaşanabilir” gezegen arayışları için uygun değiller. Öncelikle bu tür yıldızlar çok kısa ömürlüler. Örneğin Güneşin 1.5 katı kütleye sahip bir yıldız için anakol evresinde geçen süre ortalama 1 milyar yıl kadar. Yani çevresindeki gezegenin soğumasına bile fırsat kalmadan yıldız bir kırmızı dev‘e, ardından da kütlesinin büyüklüğüne göre bir nova’ya dönüşerek yok oluyor. Zaten anakol evresi de dahil olmak üzere bu yıldızlar pek dengeli bir yaşam geçirmiyorlar. Parlaklıklarında ve ışıma güçlerinde sıkça değişiklikler yaşanıyor. Açıkcası hem çok kısa olan ömürleri, hem de dengesiz doğaları gereği olası bir yaşam için buralar pek tekin yerler değil.

Zafer Emecan

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum

Yazar Hakkında

Zafer Emecan

Bir astronomi işçisi. Kozmik Anafor'un kurucusu, her şeyi ve hiçbir şeyi. Alakasız üniversiteler bitirmiş olmasına rağmen, içinden atamadığı gökbilim sevgisini kaleme, klavyeye, araştırmalara dökmeye çalışan, haddini bilen, ama bazen aşan amatör bir bilimci.