Astrobiyoloji Dış Uzay

Yaşanabilir Bölge (Habitable Zone) Nedir?

Hemen hepimiz, birçok astronomi ve uzay içerikli yazı okurken ya da bir belgeseli seyrederken ister istemez bu terim ile bir şekilde karşılaşmışızdır. Peki o halde nedir bu “Yaşanabilir Bölge”? Ya da diğer isimleriyle; “Yaşam Kuşağı” “Habitable Zone” ve “Goldilocks”…

En kısa ve öz tabiri ile ifade etmek gerekirse; “Yaşanılabilir Bölge, bir yıldızın yörüngesinde dolanan bir gezegenin yüzeyinde bulunan suyun sıvı halde kalabilmesini destekleyecek oranda ısı aldığı, ne suyun tümüyle buz tutacağı kadar soğuk, ne de tümüyle buharlaşacağı kadar sıcak olmayan yörünge uzaklığıdır”.

Peki bu yaşanabilir bölgelerin yıldızlarına olan uzaklık ölçüsü, Evren’de yer alan tüm yıldızlarda aynı oranda mıdır? Pek Değil…

Gliese_581_yasanabilir_bolge

Güneş ve Güneş’in yaklaşık yarısı büyüklüğünde bir yıldız olan Gliese 581’in yaşanabilir bölgelerinin karşılaştırması. Yıldız ne kadar küçük ise, yaydığı enerji o kadar az olacağından, yaşam kuşağı da yıldıza yaklaşır.

Bu uzaklığı belirleyen en önemli faktör, elbette ki o yıldızın çevresine yaydığı enerjinin miktarıdır. Pek tabiidir ki; hepimizin de tahmin edebileceği üzere, üzerinde yaşamakta olduğumuz gezegenimiz Dünya, yıldızımız Güneş’in yaşanılabilir bölgesi içerisinde yer alıyor. Çünkü sıvı halde denizlerimiz, buhar halinde havada suyumuz, kutuplarda buzlarımız var. Yani su, yeryüzünde her üç hali ile barınabiliyor.

Ek Bilgi: Güneş’in 1,5 katı kütleye sahip bir yıldızın ürettiği enerji Güneş’in 1,5 katı değil, yaklaşık yedi katıdır. Kütleniz Güneş’in dört katı ise, 180 kat fazla enerji üretirsiniz. 10 katı ise, 20 bin kat fazla ışıma gücünüz var demektir. Benzer biçimde, eğer kütleniz Güneş’in yüzde 80’i kadarsa, Güneş’in sadece yüzde 35’i kadar enerji üretebilirsiniz. Güneş’in yarısı kadar iseniz, ürettiğiniz enerji Güneş’in yüzde 5’idir. Çeyrek Güneş kütlesine sahip bir yıldız iseniz, Güneş’in yaydığı enerjinin sadece yüzde 1’ini yayabilirsiniz.

Güneş çevresinde yer alan bu yaşanılabilir bölge, kaba bir hesapla Güneş’ten yaklaşık 110-120 milyon km öteden başlayıp, 230-250 milyon kilometre mesafeye kadar uzanıyor. Bu bölgede yer alacak olan gezegenin kütle ve atmosfer yoğunluğuna göre bu mesafe biraz daha artıp azalabilir.

Güneş sistemimiz içerisinde, Güneş’e bizden çok daha yakın bir konumda bulunan Venüs gezegeni, “Yaşanılabilir Bölge”nin iç sınırının çok az dışındadır. Fakat Güneş’e bizden çok daha uzak olan Mars gezegeni, bu yaşanılabilir bölgenin dış sınırının tam üzerinde yer alır. Yani, çelimsiz Mars’ın yerinde biraz daha büyük kütleli, örneğin Venüs veya Dünya kütlesinde bir gezegen yer alsaydı, üzerinde tıpkı gezegenimizde olduğu gibi sıvı halde su barınabilecekti.

Güneş sistemimizin yaşanabilir bölgesi

Günümüzde astronomlar, Evren’de bizim Güneş Sistemimizde olduğu gibi yaşanılabilir bölge içerisinde yer alan Dünya’ya yakın büyüklükteki gezegenlerin varlığı hususunda ciddi arayış içindeler. Ancak günümüzde farklı yöntemler ile başka yıldızların çevresinde keşfedilmiş olan 400 kadar Dünya benzeri gezegenin yalnızca birkaç tanesinde yaşam koşullarının oluşmuş olabileceği düşünülmektedir.

Bunlardan en önemlisi (varlığı hala tartışmalı olan) Gliese 581c gezegenidir. Bu gezegen, Dünya’dan 20 ışık yılı uzakta yer alan kırmızı bir cüce yıldızın çevresinde dolanmaktadır. Dünya’nın 1,5 katı kadar çapa sahip olan bu gezegenin kütlesi, Dünya’mızın kütlesinin 5-6 katı kadardır.

Çevresinde dönmekte olduğu kırmızı cüce yıldız, bizim güneşimize kıyasla bir hayli soğuktur ve bu yüzden de yıldızın yaşanabilir bölgesi yıldıza çok daha yakın bir alanı kaplamaktadır. Buna bağlı olarak da Gielese 581c gezegeni, yörüngesinde dolanmakta olduğu yıldızın etrafında bir turunu çok daha hızlı tamamlar. Bize göre bu süre yaklaşık 13 Dünya Günü kadardır.

gliese581-sistemi25

Gezegen, yıldızı çevresinde, bizim uydumuz Ay’ın da aynı kaderi paylaştığı üzere yörünge kilidi neticesinde yıldızına sadece tek bir yüzünü göstermektedir. Buna rağmen Gielese 581c gezegeni, yüzeyindeki suyu sıvı halde bulundurabilecek bir sıcaklığa sahip olduğunu yapılan hesaplamalar neticesinde net bir şekilde göstermiştir.

Her yıldızın yaşanabilir, yani gezegen yüzeyinde sıvı su barınabilecek yörünge uzaklığı farklıdır. Bunları yıldız türlerine göre bu yazıda vermemiz, yazımızı fazlasıyla uzatmaktan başka bir işe yaramaz. Ancak, sitemizdeki “yakınımızdaki yıldızlar” ve “en parlak yıldızlar” yazı dizilerimizi okursanız, her bir yıldız için bu uzaklığı tek tek tanımladığımızı görebilirsiniz.

Yukarıda anlattığımız “yaşanabilir bölge” tanımı, bir gezegenin yüzeyinde sıvı su barındırmabilme esasına göre belirlenmiş halde. Yani, dünyamızdaki şartları sağlayabilecek gezegenler için geçerli. Ancak, yaşam çok daha farklı koşullarda da ortaya çıkabilir.

Sıvı su, Dünya benzeri bir hayat için olmazsa olmaz bir zorunluluktur. Ancak, canlılık su yerine başka sıvılar da kullanabilir.

Sıvı su, Dünya benzeri bir hayat için olmazsa olmaz bir zorunluluktur. Ancak, canlılık için su yerine başka sıvılar da kullanabilir.

Örneğin, yıldızına tümüyle buz tutacak kadar uzak bir mesafede yer alan bir gezegen de yaşama ev sahipliği yapabilir. Güneş Sistemi’ndeki Europa ve Enceladus uyduları örneğinde olduğu gibi, gezegenlerin buz kabuklarının altında sıvı su okyanusları bulunabilir ve bu okyanuslarda yaşam şekillenebilir. Yani, suya bağlı hayatın çok uzak donmuş bir gezegenin yüzeyi altında gelişmemesi için bir neden yok. Buradaki hayat, Güneş’ten alamadığı enerjiyi gezegenin çekirdeğinden gelen volkanik ısı sayesinde elde edebilir.

Yaşamın gelişmesi için, moleküllerin birleşebileceği bir çözücü sıvıya ihtiyaç vardır. Bu işi en iyi yapan sıvı ise, bildiğiniz gibi sudur. Ancak, suya bağlı olmayan bir yaşam da mümkün görünüyor. Satürn‘ün aşırı soğuk uydusu Titan‘da olduğu gibi sıvı hidrokarbon da yaşamın gelişmesi için uygun çözelti desteğini sağlayabilir. Bundan henüz emin değiliz ve nasıl olabileceğini kestiremiyoruz ama, sıvı metanın Dünya’daki su görevini gördüğü (denizler oluşturduğu, buharlaşıp yağmur olarak yağdığı, buz tutabildiği) gezegenlerde, metana bağlı bir yaşam şekillenebilir.

titan457154

Titan’da da yağmur yağıyor. Ama yağan su değil; sıvı metan…

Yani, evrende yaşam gelişimi için bugün bildiğimiz “yaşanabilir kuşak”, su bazlı olmayan yaşam şekilleri için gerçeği yansıtmıyor olabilir. Bu tür canlılar evrende var mıdır bilmiyoruz ama, eğer varlarsa ve onlar da astronomi ile ilgilenip kendi gezegenleri dışında bir yaşam arıyorlarsa, yaşam kuşağı olarak belirledikleri bölge yıldızların oldukça uzağında metanın sıvı halde kalabildiği yörüngeler olmalı.

Ancak, belirttiğimiz gibi yaşam için sıvıya ihtiyaç vardır. Maddelerin sıvı olarak kalabilmesi için ise yıldızın çok sıcak yörüngelerinden uzak kalması gerekir. Dolayısıyla, yıldızına sıcaktan kavrulacak kadar yakın yörüngede dolanan bir gezegende ne şekilde olursa olsun yaşam şekillenebileceğini ve bu yaşamın gelişkin düzeye erişebileceğini düşünmek hayalciliktir.

Sinan Duygulu & Zafer Emecan

Hep daha fazla okumak gerekir...