8 Milyar Yıl Önümüzde: Uzak Bir İkiz Gezegen Tarafından Dünya’nın Kaderi Açıklandı…
Gökbilimciler, Güneş Sistemimizde Mars’ın bulunduğu yerin hemen ötesinde bir yörüngede Dünya benzeri bir gezegene sahip uzak bir beyaz cüce keşfettiler. Dünya, bu dış gezegen gibi, beyaz cüce olma yolunda Güneş’in kırmızı dev evresinden sağ çıkabilirse, yaklaşık 8 milyar yıl içinde beyaz bir cücenin etrafında dönen böyle bir yörüngeye girebilir.
Gökbilimciler, 4 bin ışık yılı uzaklıktaki bir beyaz cücenin yörüngesinde dönen Dünya benzeri bir gezegen keşfettiler . Bu keşif, gezegenimizin uzak geleceğine dair ipuçları sunuyor.
Keşif, Dünya’nın kırmızı bir deve dönüşerek daha büyük bir yörüngeye oturması ve potansiyel olarak bir beyaz cücenin etrafında sonlanması durumunda Güneş tarafından yutulmaktan kurtulabileceğini gösteriyor.
Dünya Benzeri Bir Gezegenin Keşfi
Samanyolu’nda 4.000 ışık yılı uzaklıktaki Dünya benzeri bir gezegenin keşfi, gezegenimizin kaderinin milyarlarca yıl sonra nasıl olabileceğine dair bir bakış açısı sunuyor. O zamana kadar, güneş bir beyaz cüceye dönüşmüş olacak ve Dünya, şu anki yörüngesinin çok ötesinde dönen donmuş, çorak bir dünya olabilir.
Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’deki gökbilimciler tarafından Hawaii’deki Keck 10 metrelik teleskop kullanılarak keşfedilen bu uzak gezegen sistemi , bilim insanlarının gelecekteki güneş-Dünya sistemi için öngördüklerine çarpıcı bir şekilde benziyor. Güneşimizin kütlesinin yaklaşık yarısı kadar olan bir beyaz cüce ve Dünya-Güneş mesafesinin iki katı uzaklıkta yörüngede dönen Dünya büyüklüğünde bir gezegenden oluşuyor.
Dünya’nın Kaçınılmaz Kozmik Evrimi
Bu senaryo gerçekten de Dünya’nın kaderi olabilir. Güneş yaşlandıkça, kırmızı bir deve dönüşecek, Dünya’nın mevcut yörüngesinin ötesine şişecek ve Merkür ve Venüs’ü yutacak . Kütlesini kaybettikçe, çekim gücü zayıflayacak ve Dünya da dahil olmak üzere kalan gezegenlerin daha uzak yörüngelere kaymasına neden olacak. Sonunda, kırmızı dev dış katmanlarını dökecek ve geriye yalnızca bir gezegen büyüklüğünde ve bir yıldız kütlesinde yoğun bir beyaz cüce çekirdeği bırakacak. Dünya bu süreci atlatırsa, kendini şu anki Güneş’ten uzaklığının yaklaşık iki katı uzaklıktaki bu yıldız kalıntısının yörüngesinde bulabilir.
Bu hafta Nature Astronomy dergisinde yayınlanacak olan keşif , bilim insanlarına güneş gibi ana dizi yıldızlarının kırmızı dev evresinden beyaz cüce evresine evrimini ve bunun etraflarındaki gezegenleri nasıl etkilediğini anlatıyor. Bazı çalışmalar, güneş için bu sürecin yaklaşık 1 milyar yıl içinde başlayabileceğini, sonunda Dünya okyanuslarını buharlaştırıp Dünya’nın yörünge yarıçapını iki katına çıkarabileceğini öne sürüyor; eğer genişleyen yıldız önce gezegenimizi yutmazsa.
Sonunda, bundan yaklaşık 8 milyar yıl sonra, Güneş’in dış katmanları dağılarak geride yoğun, parlayan bir top, yani Güneş’in kütlesinin yaklaşık yarısı kadar, ancak Dünya’dan daha küçük bir beyaz cüce bırakacak.
Güneş kırmızı bir deve dönüştüğünde Dünya’nın başına gelebilecek olası bir kaderi tasvir eden bir video. Kırmızı dev kütlesini Dünya’nın daha geniş bir yörüngeye göç etmesine yetecek kadar hızlı bir şekilde kaybederse, kırmızı devin genişleyen yüzeyi tarafından yutulmaktan kurtulacak ve sonunda şu anki boyutunun yaklaşık iki katı bir yörüngeye yerleşecektir. Ancak bu süreçte, kırmızı dev beyaz cüceye dönüşmeden çok önce, bir lav gezegenine dönüşecek ve yaşanmaz hale gelecektir. Bilim insanları, yıkımdan kurtulmuş ve şimdi beyaz bir cücenin yörüngesinde dönen Dünya benzeri bir gezegenin bir örneğini buldular ve bunun mümkün olduğunu gösterdiler. Kaynak: WM Keck Gözlemevi/Adam Makarenko
Gelecek Projeksiyonları ve Güncel Analizler
“Şu anda, Dünya’nın 6 milyar yıl içinde kırmızı dev güneş tarafından yutulmaktan kaçınabileceği konusunda bir fikir birliğine varamadık,” diyor Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley’de eski bir doktora öğrencisi olan ve şu anda UC San Diego’da Eric ve Wendy Schmidt Yapay Zeka Doktora Sonrası araştırmacısı olan çalışma lideri Keming Zhang. “Her durumda, Dünya gezegeni yalnızca yaklaşık bir milyar yıl daha yaşanabilir olacak ve bu noktada Dünya’nın okyanusları kontrolden çıkan sera etkisiyle buharlaşacak – kırmızı dev tarafından yutulma riskinden çok önce.”
Gezegen sistemi, sönük beyaz cücenin yaşanabilir bölgesinin çok dışında olmasına ve yaşama ev sahipliği yapma olasılığının düşük olmasına rağmen, hayatta kalmış bir gezegenin bir örneğini sunar. Ev sahibi hala güneş benzeri bir yıldızken, bir noktada yaşanabilir koşullara sahip olmuş olabilir.
“Yaşamın Dünya’da o (kırmızı dev) dönemde hayatta kalıp kalamayacağı bilinmiyor. Ancak kesinlikle en önemli şey, Dünya’nın kırmızı dev olduğunda Güneş tarafından yutulmamasıdır,” diyor UC Berkeley’de doçent ve astronomi kürsüsü başkanı Jessica Lu. “Keming’in bulduğu bu sistem, muhtemelen başlangıçta Dünya’ya benzer bir yörüngede olan Dünya benzeri bir gezegenin, ev sahibi yıldızının kırmızı dev evresinden sağ kurtulmuş bir örneğidir.”
Mikrolens Etkinliklerinden İçgörüler
Galaksimizin merkezindeki şişkinliğin yakınında bulunan uzak gezegen sistemi, 2020 yılında daha uzak bir yıldızın önünden geçtiğinde ve o yıldızın ışığını 1.000 kat büyüttüğünde gökbilimcilerin dikkatini çekti. Sistemin yerçekimi, arka plandaki yıldızdan gelen ışığı odaklamak ve güçlendirmek için bir mercek gibi davrandı.
Bu “mikrolensleme olayını” keşfeden ekip, Güney Yarımküre’deki Kore Mikrolensleme Teleskop Ağı tarafından tespit edildiği için ona KMT-2020-BLG-0414 adını verdi. Arka plandaki yıldızın (aynı zamanda Samanyolu’nda olmasına rağmen Dünya’dan yaklaşık 25.000 ışık yılı uzakta) büyütmesi hala yalnızca bir iğne ucu kadar ışıktı. Yine de, yaklaşık iki ay boyunca yoğunluğundaki değişim, ekibin sistemde Güneş’in yaklaşık yarısı büyüklüğünde bir yıldız, Dünya’nın kütlesi civarında bir gezegen ve Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık 17 katı büyüklüğünde çok büyük bir gezegen (muhtemelen kahverengi cüce) olduğunu tahmin etmesini sağladı . Kahverengi cüceler, çekirdekte füzyonu ateşlemek için gereken kütlenin hemen altında bir kütleye sahip başarısız yıldızlardır.
Analiz ayrıca Dünya benzeri gezegenin yıldızdan 1 ila 2 astronomik birim uzaklıkta olduğunu, yani Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin yaklaşık iki katı olduğunu ortaya koydu. Ev sahibinin ne tür bir yıldız olduğu belirsizdi çünkü ışığı büyütülmüş arka plan yıldızının ve birkaç yakın yıldızın parıltısında kayboluyordu.
Gezegen Dışı Araştırmaların Sınırlarını Genişletmek
Zhang ve UC Berkeley gökbilimcileri Jessica Lu ve Joshua Bloom da dahil olmak üzere meslektaşları, yıldız türünü belirlemek için 2023’te atmosferdeki bulanıklığı ortadan kaldırmak için uyarlanabilir optiklerle donatılmış Hawaii’deki Keck II 10 metrelik teleskopu kullanarak mercek sistemine daha yakından baktılar. Lu, mercek olayından üç yıl sonra sistemi gözlemledikleri için, bir zamanlar 1.000 kat büyütülmüş olan arka plan yıldızı, mercek yıldızının güneş gibi tipik bir ana dizi yıldızı olsaydı görünür olması gereken kadar sönük hale gelmişti, dedi.
Ancak Zhang, iki ayrı Keck görüntüsünde hiçbir şey tespit edemedi.
Zhang, “Sonuçlarımız, normal bir yıldızın kolayca görülebileceği için alternatif senaryoları elemeye dayanıyor,” dedi. “Mercek hem karanlık hem de düşük kütleli olduğundan, bunun yalnızca bir beyaz cüce olabileceği sonucuna vardık.”
Samanyolu’ndaki serbestçe yüzen yıldız kütleli kara deliklerin neden olduğu mikromercek olaylarını inceleyen Lu, “Bu, aslında hiçbir şey görmemenin bir şey görmekten daha ilginç olduğu bir durum” dedi.
Mikro Mercekleme Yoluyla Gezegen Dışı Gezegenlerin Bulunması
Keşif, Zhang’ın, gezegenlerin varlığını gösteren mikro mercek olaylarını daha yakından inceleyerek, dış gezegenlerin hangi tür yıldızların etrafında yaşadığını anlamak için yürüttüğü projenin bir parçası.
Zhang, “Biraz şans da söz konusu, çünkü gezegenleri olan mikromercek yıldızlarının 10’da birinden azının beyaz cüce olmasını beklersiniz” dedi.
Yeni gözlemler ayrıca Zhang ve meslektaşlarının kahverengi cücenin konumuyla ilgili belirsizliği çözmelerine de olanak sağladı.
Zhang, sıcak Jüpiterler adı verilen bir gezegen sınıfına atıfta bulunarak , “Orijinal analiz, kahverengi cücenin ya Neptün’ünki gibi çok geniş bir yörüngede ya da Merkür’ün yörüngesinin oldukça içinde olduğunu gösterdi. Çok küçük yörüngelerde bulunan dev gezegenler aslında güneş sisteminin dışında oldukça yaygındır,” dedi. “Ancak artık bir yıldız kalıntısının yörüngesinde döndüğünü bildiğimizden, yutulmuş olacağı için bu olası değil.”
Modelleme belirsizliği, iki farklı mercek yapılandırmasının aynı mercek etkisine yol açabildiği sözde mikromercek dejenerasyonundan kaynaklanır. Bu dejenerasyon, Zhang ve Bloom’un 2022’de mikromercek simülasyonlarını analiz etmek için bir AI yöntemi kullanarak keşfettiği dejenerasyonla ilişkilidir. Zhang ayrıca, gözden kaçmış olabilecek KMT-2020-BLG-0414 için alternatif modelleri elemek için aynı AI tekniğini uyguladı.
Bloom, “Mikro merceklenme, geleneksel yöntemlerle, yani geçiş yöntemi veya radyal hız yöntemiyle gözlemlenemeyen ve tespit edilemeyen diğer yıldız sistemlerini incelemenin çok ilginç bir yolu haline geldi,” dedi. “Mikro merceklenme kanalıyla bize açılan bir dizi dünya var ve heyecan verici olan şey, bunun gibi egzotik yapılandırmaları bulmanın eşiğinde olmamız.”
İnsanlığın Geleceği İçin Sonuçlar
2027 yılında fırlatılması planlanan NASA’nın Nancy Grace Roman Teleskobu’nun amaçlarından biri , mikro merceklenme olaylarından gelen ışık eğrilerini ölçerek dış gezegenleri bulmaktır. Bu dış gezegenlerin çoğunun, bu dış gezegenlere ev sahipliği yapan yıldız türlerini belirlemek için başka teleskoplar kullanılarak takip edilmesi gerekecektir.
Bloom, “Gereken şey, dünyanın en iyi tesisleri, yani uyarlanabilir optikler ve Keck Gözlemevi ile dikkatli bir takip yapmaktır; sadece bir gün veya bir ay sonra değil, uzun yıllar sonra, mercek arka plandaki yıldızdan uzaklaştıktan sonra bile, gördüğünüz şeyi netleştirmeye başlayabilirsiniz” dedi.
Zhang, Dünya’nın bir milyar yıl kadar sonra Güneş’in kırmızı dev evresinde yutulsa bile, insanlığın dış güneş sisteminde bir sığınak bulabileceğini belirtti. Jüpiter’in Europa , Callisto ve Ganymede gibi birkaç uydusu ve Satürn’ün etrafındaki Enceladus’un , kırmızı devin dış katmanları genişledikçe muhtemelen çözülecek olan donmuş su okyanuslarına sahip olduğu görülüyor.
Zhang, “Güneş kırmızı bir dev haline geldikçe, yaşanabilir bölge Jüpiter ve Satürn’ün yörüngesinin etrafına doğru hareket edecek ve bu uyduların çoğu okyanus gezegenleri haline gelecek,” dedi. “Bence bu durumda insanlık oraya göç edebilir.”
