Bazı Buzlu Ötegezegenlerde Yaşanabilir Okyanuslar ve Gayzerler Bulunabilir

Bir NASA çalışması, 17 ötegezegenin (güneş sistemimizin dışındaki dünyalar) buzlu kabukların altında yaşam için gerekli bir bileşen olan sıvı su okyanuslarına sahip olabileceğini belirterek, yaşam arayışını güneş sistemimizin ötesinde genişletiyor. Bu okyanuslardan gelen su bazen gayzer olarak buz kabuğundan fışkırabiliyor. Bilim ekibi, bu tahminlerin ilk kez yapıldığı bu ötegezegenlerdeki gayzer aktivitesinin miktarını hesapladı. Bu patlamaların işaretlerinin teleskoplarla gözlemlenebileceği, yeterince yakın iki ötegezegen tespit ettiler.

Evrenin başka yerlerinde yaşam arayışı tipik olarak bir yıldızın ‘yaşanabilir bölgesi’nde, yani sıcaklıkların yüzeylerinde sıvı suyun kalmasına izin verdiği bir mesafede bulunan ötegezegenlere odaklanıyor. Bununla birlikte, çok uzak ve soğuk olan bir ötegezegenin, eğer yeterli iç ısınmaya sahipse, buz kabuğunun altında hala bir okyanusa sahip olması mümkündür. Jüpiter’in uydusu Europa ve Satürn’ün uydusu Enceladus’un yer altı okyanuslarına sahip olduğu güneş sistemimizdeki durum da budur, çünkü bunlar, ev sahibi gezegenin ve komşu ayların çekim kuvvetinden kaynaklanan gelgitler tarafından ısıtılır.

Bu yeraltı okyanusları, enerji kaynağının yanı sıra biyolojik moleküllerde kullanılan elementler ve bileşikler gibi başka gereksinimleri varsa yaşamı barındırabilir. Dünya’da tüm ekosistemler, okyanusların dibinde, enerji ve besin sağlayan hidrotermal menfezlerin yakınında, tamamen karanlıkta gelişir.

NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Dr. Lynnae Quick, ‘Analizlerimiz, bu 17 dünyanın buzla kaplı yüzeylere sahip olabileceğini, ancak radyoaktif elementlerin bozunması ve ev sahibi yıldızlardan gelen gelgit kuvvetleri nedeniyle iç okyanusları korumak için yeterli iç ısınmayı alabileceğini öngörüyor” dedi. Greenbelt, Maryland. “Yaşadıkları iç ısınma miktarı sayesinde, çalışmamızdaki tüm gezegenler gayzer benzeri tüyler şeklinde kriyovolkanik patlamalar da sergileyebilir.’ Quick, araştırmayla ilgili 4 Ekim’de Astrophysical Journal’da yayınlanan bir makalenin baş yazarıdır.

Ekip, kabaca Dünya boyutunda ancak daha az yoğun olan 17 doğrulanmış ötegezegenin koşullarını değerlendirdi; bu, daha yoğun kaya yerine önemli miktarda buz ve suya sahip olabileceklerini öne sürdü. Gezegenlerin kesin bileşimleri bilinmemekle birlikte, önceki çalışmalardan elde edilen yüzey sıcaklıklarına ilişkin ilk tahminlerin tümü, bunların Dünya’dan çok daha soğuk olduğunu gösteriyor ve bu da yüzeylerinin buzla kaplı olabileceğine işaret ediyor.

Çalışma, Europa ve Enceladus’un bilinen yüzey parlaklığını ve diğer özelliklerini model olarak kullanarak yeniden hesaplayarak her bir ötegezegenin yüzey sıcaklığına ilişkin tahminleri iyileştirdi. Ekip ayrıca, gelgitlerden üretilen ısıyı elde etmek ve bunu radyoaktif aktiviteden beklenen ısıya eklemek için her bir ötegezegenin yörüngesinin şeklini kullanarak bu ötegezegenlerdeki toplam iç ısınmayı da tahmin etti. Okyanuslar iç kısımdan ısıtılırken yüzeyde soğuyup donduğundan, yüzey sıcaklığı ve toplam ısınma tahminleri her bir dış gezegen için buz tabakası kalınlığını verdi. Son olarak, bu rakamları Europa’nınkilerle karşılaştırdılar ve ötegezegenlerdeki gayzer aktivitesini tahmin etmek için ihtiyatlı bir temel olarak Europa’daki tahmini gayzer aktivite seviyelerini kullandılar.

Yüzey sıcaklıklarının önceki tahminlerden 60 Fahrenheit (16 santigrat derece) kadar daha soğuk olduğunu tahmin ediyorlar. Tahmini buz kabuğu kalınlığı, Proxima Centauri b için yaklaşık 190 fit (58 metre) ve LHS 1140 b için bir mil (1,6 kilometre) ila MOA 2007 BLG 192Lb için 24 mil (38,6 kilometre) arasında değişiyordu; Europa’nın tahmini ortalaması ise 18 mil ( neredeyse 29 kilometre). Tahmini gayzer aktivitesi Kepler 441b için saniyede sadece 17,6 pound’dan (yaklaşık 8 kilogram/saniye), LHS 1140b için 639.640 pound/saniyeye (290.000 kilogram/saniye) ve Proxima Centauri için 13,2 milyon pound/saniyeye (altı milyon kilogram/saniye) çıktı. b, Europa ile karşılaştırıldığında 4.400 pound/saniye (2.000 kilogram/saniye).

‘Modellerimiz okyanusların Proxima Centauri b ve LHS 1140 b’nin yüzeylerine nispeten yakın bulunabileceğini ve şofben aktivite oranlarının Europa’nınkini yüzlerce ila binlerce kat aşabileceğini öngördüğünden, teleskopların bu yüzeylerdeki jeolojik aktiviteyi tespit etmesi muhtemeldir. Bu araştırmayı 12 Aralık’ta San Francisco, Kaliforniya’daki Amerikan Jeofizik Birliği toplantısında sunan Quick, ‘Gezegenler’ dedi.

Bu aktivite, dış gezegen yıldızının önünden geçtiğinde görülebiliyor. Yıldız ışığının belirli renkleri, gayzerlerden gelen su buharı nedeniyle soluklaşabilir veya engellenebilir. Quick, ‘Tespit edilen su buharı miktarının zamanla değiştiği sporadik su buharı tespitleri, kriyovolkanik patlamaların varlığına işaret edebilir’ dedi. Su, yaşamı destekleyip desteklemediğini ortaya çıkarabilecek başka elementler ve bileşikler de içerebilir. Elementler ve bileşikler ışığı belirli ‘özel’ renklerde emdiğinden, yıldız ışığının analizi bilim adamlarının gayzerin bileşimini belirlemesine ve ötegezegenin yaşanabilirlik potansiyelini değerlendirmesine olanak tanıyacaktır.

Proxima Centauri b gibi yıldızlarını bizim görüş noktamızdan geçmeyen gezegenler için şofben aktivitesi, ötegezegenin kendi yıldızının etrafında dönerken yansıttığı ışığı ölçebilen güçlü teleskoplar tarafından tespit edilebilir. Gayzerler, ötegezegenin yüzeyindeki buzlu parçacıkları dışarı atacak ve bu da ötegezegenin çok parlak ve yansıtıcı görünmesine neden olacaktır.

Araştırma, NASA’nın Yaşanabilir Dünyalar Programı, Washington Üniversitesi Astrobiyoloji Programı ve NASA’nın Ötegezegen Sistem Bilimi koordinasyon grubunun Nexus üyesi olan Sanal Gezegen Laboratuvarı tarafından finanse edildi.