Proxima B: En yakın yıldızın yaşanabilir yörüngesindeki ötegezegen

Proxima B (Canlandırma)

ESO teleskoplarını ve diğer tesisleri kullanan gökbilimciler Güneş’ten sonra Yeryüzü’ne en yakın yıldız olan Proxima Centauri’nin yörüngesinde dolanan bir gezegene dair oldukça güçlü kanıtlar elde ettiler.

Uzun süredir aranan Proxima b adlı dünya, soğuk kırmızı ev sahibi yıldızının etrafındaki bir turunu 11 günde tamamlıyor, gezegenin yüzey sıcaklığı ise suyun sıvı halde kalabilmesini sağlıyor.

Bu kayalık dünya Yeryüzü’nden biraz daha büyük ve bize en yakın ötegezegen — bu sayede burası Güneş Sistemi dışında yaşam barındırabilecek en yakın yer olabilir.

Güneş Sistemi’ne dört ışık-yılından biraz daha uzakta bulunan Proxima Centauri adlı kırmızı-cüce yıldız Güneş’ten sonra Yeryüzü’ne en yakın yıldız konumundadır. Erboğa takımyıldızında yer alan bu soğuk yıldız çıplak gözle görülemeyecek kadar sönük olup, Alpha Centauri AB olarak bilinen ve çok daha parlak olan yıldız çiftine oldukça yakındır. Proxima Centauri 2016’nın ilk yarısında Şili’deki La Silla’da bulunan ESO 3.6-metrelik teleskopu üzerindeki HARPS tayfölçeri ile düzenli bir şekilde gözlendi ve dünya genelindeki diğer teleskoplarla eş zamanlı olarak görüntülendi [1].

Alfa Centauri sistemi

Londra Queen Mary Üniversitesi’nden Guillem Anglada-Escudé liderliğindeki bir gökbilimciler ekibi tarafından yürütülen bu kampanyaya Soluk Kırmızı Nokta adı verildi ve yıldızın yörüngesinde bulunan muhtemel bir gezegenin yıldız üzerindeki etkisinin ölçülmesi hedeflendi [2].

Toplum tarafından geniş ölçüde merak edilen bir konuda yürütülen bir araştırma olması nedeniyle kampanyanın Ocak-ortası ile Nisan 2016 tarihleri arasındaki ilerleyişi Pale Red Dot web sayfası ve sosyal medya aracılığı ile paylaşıldı. Bunun yanı sıra dünya genelindeki uzman araştırmacılar tarafından konu hakkında çok sayıda popüler makale de hazırlandı.

Guillem Anglada-Escudé bu benzersiz araştırmanın arka planını şu şekilde açıklıyor: “Burada bulunan olası bir gezegenin ilk işaretleri 2013 yılında alınmıştı, ancak bulgular pek inandırıcı değildi. Daha sonra ESO ve diğer gözlemevlerindeki teleskoplarla geniş çaplı gözlemler yaparak yoğun bir şekilde çalıştık. En son gerçekleştirdiğimiz Soluk Kırmızı Nokta kampanyası iki yıllık bir planlamanın ürünüdür.”

Daha önce ESO gözlemevlerinde ve diğer tesislerde elde edilen gözlemler Soluk Kırmızı Nokta verileri ile birleştirildiğinde gerçekten heyecan verici bir sonucu ortaya çıkarmış oldu. Proxima Centauri bazen Yeryüzü’ne saatte 5 kilometre hızla yaklaşıyor — normal insan yürüyüş temposu — ve bazen aynı hızla uzaklaşıyordu. Dikey hızdaki bu düzenli hareket kendini 11.2 günde bir yenilemekteydi. Doppler kaymalarındaki küçük değişimlerin dikkatli analizleri sonrasında Proxima Centauri’den yaklaşık 7 milyon kilometre ötedeki bir yörüngede — Yer-Güneş mesafesinin sadece % 5’i kadar bir uzaklıkta — Yeryüzü’nden 1.3 kat daha büyük kütleye sahip bir gezegenin dolandığı ortaya çıkarıldı [3].



Guillem Anglada-Escudé son birkaç aydaki heyecan verici gelişmeleri şöyle açıklıyor: “60 gece süren Soluk Kırmızı Nokta kampanyası boyunca alınan verilerin tutarlılığını her gün tek tek kontrol ediyordum. İlk 10 gün umut vericiydi, ilk 20 beklentilerimizi karşılamıştı ve 30 günün sonunda sonuçlar neredeyse kusursuzdu, artık gözlemleri yorumlamaya başlayabilirdik!”

Proxima Centauri gibi kırmızı cüceler aktif yıldızlardır ve yörüngelerinde gezegen varlığına dair davranışlar sergileyebilirler. Bu olasılığı eleyebilmek için ekip ayrıca Şili’de bulunan San Pedro de Atacama Göksel Keşifler Gözlemevi’ndeki ASH2 teleskopu ve Las Cumbres Gözlemevi teleskop ağını kullanarak kampanya boyunca yıldızın ışık değişimini dikkatli bir şekilde görüntülediler. Yıldızda parlama etkinliği gerçekleştiği esnada alınan dikey hız verileri son analiz çalışmasında dikkate alınmadı.

Proxima b’nin yıldızına olan uzaklığı Güneş Sistemi’ndeki Merkür’ün Güneş’e uzaklığından çok daha yakın olsa da, yıldızın kendisi Güneş’ten oldukça sönüktür. Sonuç olarak Proxima b yıldızın etrafındaki yaşanabilir bölgede bulunmakta olup suyu sıvı halde tutacak bir yüzey sıcaklığına sahip olduğu tahmin edilmektedir. Proxima b’nin yörüngedeki sıcaklığına rağmen, yüzeydeki koşullar yıldızdan kaynaklana mor-ötesi ve X-ışın parlamalarından güçlü bir şekilde etkileniyor olabilir — gezegene ulaşan enerji Güneş’ten Yeryüzü’ne ulaşan enerji miktarından çok daha fazla [4].

Proxima b’nin yaşanabilirlik durumu ve gezegen üzerindeki muhtemel iklim koşulları iki ayrı araştırma makalesi olarak tartışılmıştır. Bulgulara göre sıvı haldeki su gezegenin yüzeyinde sadece en güneşli bölgelerde bulunabilir, bu bölgeler ya gezegenin güneşi sürekli gören (senkronize dönüş) yarıküresinde ya da tropikal kuşakta olabilir (3:2 rezonans dönüşü).

Proxima b’nin dönüşü, yıldızından kaynaklanan güçlü ışınım ve gezegenin oluşum geçmişi buradaki iklim koşullarını Yeryüzü’ne göre oldukça farklı hale getirmektedir ve muhtemelen gezegende farklı iklimler bulunmuyor. Bu keşifle birlikte gelecekte daha yoğun araştırmalar hem şu anki aygıtlar [5] hem de Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu (E-ELT) gibi gelecek nesil dev teleskoplarla gerçekleştirilmeye devam edecek.

Proxima b Evren’de yaşam için araştırılacak temel kaynaklardan biri haline gelecek. Bununla birlikte, StarShot projesi sayesinde Alpha Centauri sistemi de insanlığın başka bir yıldız sistemine gerçekleştireceği ilk ziyaretin hedefi konumundadır. Guillem Anglada-Escudé son olarak şu yorumu yapıyor: “ Şimdiye kadar birçok ötegezegen bulundu ve bulunmaya devam ediyor, ancak Yer-benzeri en yakın potansiyel gezegeni aramak ve bunda başarılı olmak insanın başına bir kez gelebilecek bir başarıdır. Bu keşifte birçok insanın hikâyesi ve çabası bulunuyor. Bu aynı zamanda onların da başarısı. Şimdi sıra Proxima b üzerinde yaşam arayışında…”

Notlar

[1] Soluk Kırmızı Nokta kampansıyla alınan verilerin yanısıra, araştırma makalesinde Proxima Centauri’yi uzun yıllardan bu yana gözleyen bilim insanlarının katkıları da bulunmaktadır. Bunlar arasında UVES/ESO M-cüce programı (Martin Kürster ve Michael Endl) ve ötegezegen araştırma öncülerinden R. Paul Butler da yer almaktadır. Erişime açık olan HARPS/Cenevre ekibinin uzun yıllardır aldıkları gözlemler de eklenmiştir.

[2] Soluk Kırmızı Nokta Carl Sagan’ın Yeryüzü için ifade ettiği ünlü soluk mavi noktasına atıf yapmaktadır. Proxima Centauri bir kırmızı cüce yıldız olduğundan çevresindeki gezegeni kızıl bir parıltıya maruz kalmaktadır.

[3] Bugun duyurulan tespit teknik olarak 10 yıldan bu yana gerçekleştirilmesi mümkün olan bir çalışmaydı. Aslında, daha (hassas) küçük genlikli sinyaller daha önceden alınabilmişti. Bununla birlikte, yıldızlar düzgün birer gaz küresi değildir ve Proxima Centauri de aktif bir yıldızdır. Proxima b gezegenine ait güvenilir tespit yıldızın dakikalar mertebesinden on yıla kadar uzanan süreçte nasıl değişim sergilediğinin ayrıntılı bir şekilde anlaşılabilmesinden ve fotometrik teleskoplarla parlaklık değişiminin görüntülenmesinden sonra mümkün olabilmiştir.

[4] Bu tür bir gezegenin su ve Dünya-benzeri bir yaşam türünü destekleyebilmesi yoğun teorik bir tartışma konusudur. Yaşama karşı getirilen ana endişeler yıldızın yakınlığı ile ilgilidir. Örneğin kütleçekimsel kuvvetler muhtemelen gezegenin aynı yüzeyini yıldız yönünde kitleyerek sürekli gün ışığına maruz bırakabilir, bu sayede gezegenin diğer yüzü sürekli karanlık kalacaktır. Gezegenin atmosferi de yavaşça buharlaşabilir veya güçlü mor-ötesi ve X-ışın radyasyonu nedeniyle Yeryüzü’nden farklı bir karmaşık kimyaya sahip olabilir, özellikle yıldız yaşamının ilk birkaç milyar yılında. Bununla birlikte, bunlardan hiçbirisi kesin olarak doğrulanmamıştır ve gezegen atmosferinin doğrudan gözlenmesi dışında herhangi bir karara varılması güçtür. Benzer faktörler TRAPPIST-1 etrafında yeni bulunan gezegenler için de geçerlidir.

[5] Bir gezegenin atmosferini araştırmak için bazı yöntemler yıldızının önünden geçişi esnasında yıldız ışığının Yeryüzü’ne ulaşırken gezegenin atmosferinden geçişine dayanmaktadır. Şu anda Proxima b’nin yıldızının önünden bu şekilde bir geçişi için olasılıklar son derece düşük, ancak yine de bunun için gelecekte gözlemler planlanıyor.

Kaynak: ESO Türkiye