Bir ötegezegeni 'yaşanabilir' yapan tam olarak nedir?

Bugün astronomideki en heyecan verici konulardan biri, dış gezegenleri veya güneş sistemimizin ötesindeki gezegenleri aramaktır. Bugüne kadar 5.000'den fazla ötegezegen bulduk ve her yıl daha fazlası keşfediliyor. Ve ötegezegen araştırmasının kutsal kâsesi, kendi gezegenimizin ötesinde yaşam arayabileceğimiz yaşanabilir gezegenler bulmaktır.

Astronomi ile ilgileniyorsanız, muhtemelen gökbilimle ilgili haber başlıklarını görmüşsünüzdür. keşfedilen yaşanabilir ötegezegenler NASA'nın Kepler Uzay Teleskobu veya Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) gibi görevlerle. Bu gezegenler tipik olarak Dünya benzeridir ve yüzeylerinde sıvı suya sahip olabilir ve potansiyel olarak yaşamı destekleyebilecekleri düşünülmektedir. Ama bir gezegenin yaşanabilir olup olmadığını milyonlarca mil öteden nasıl anlayabiliriz? Ve yine de yaşanabilir derken tam olarak neyi kastediyoruz?

Gezegensel Yaşanabilirlik Laboratuvarı'ndan yaşanabilirlik uzmanı Abel Méndez ile konuştuk. Yaşanabilirliğin sizden çok daha karmaşık olduğunu bize söyleyen Arecibo'daki Porto Riko Üniversitesi düşünebilir.

Yaşanabilirlik ikili değildir

Çoğu insanın yaşanabilirlik hakkında konuşma şekli sanki ikili bir durummuş gibi. Bir gezegen ya yaşanabilirdir ya da değildir. Ancak konuyu derinlemesine düşündüğünüzde, bu tanımın işe yaramayacağı açıktır. Yaşanabilir derken insan hayatını sürdüremez mi demek istiyoruz? Yoksa mikrobiyal yaşam mı? Hayatın başarılı olması için rahat bir ortam mı yoksa hayatta kalmanın zor ama teorik olarak mümkün olduğu bir ortam mı demek istiyoruz? Yaşamın o ortamda evrimleşmiş olabileceğini mi yoksa yaşam oraya vardığında hayatta kalabileceğini mi kastediyoruz?

Bu soruların net bir cevabı yok, bu yüzden yaşanabilirliği evet/hayır sorusu olarak düşünmek bir hatadır. Bunun yerine, yaşanabilirliği belirli bir yaşam türüne uygunluğun bir ölçüsü olarak düşünmeliyiz.

Bu kafa karışıklığı sadece halk arasında mevcut değil. Méndez, bilim adamları arasında yaşanabilirliğin ne anlama geldiği konusunda fikir birliği olmadığını söyledi. "Abartılı bir kelime" dedi, "çünkü her zamanki konuşmalarımızda yaşanabilirlik, insanlar için yaşanabilirlik anlamına gelir. insanlar.” Ancak diğer gezegenlere baktığımızda, sadece insanları değil, diğer türleri de düşünüyoruz. hayatın.

Astrobiyologların ötegezegenlerin yaşanabilirliğini merak ettikleri süre boyunca, onlarca yıldır yaşanabilirlik hakkında düşünen başka bir grup insan vardı: Ekolojistler. Ekolojistler, Dünya'daki ortamların "habitat uygunluğu" hakkında konuşuyorlar - örneğin, belirli bir yaşam türünün gelişmesi için belirli bir ortamın uygunluğu. Bu, astrobiyoloji topluluğunun ötegezegen araştırmasıyla elde etmeye çalıştığı şeydi.

Méndez, konuyla ilgili araştırmasının başlarında bu ekoloji çalışmasına rastladı ve şöyle dedi: "Anladım ki, insanlar astrobiyoloji alanının yapmaya çalıştığı - yaşanabilirliği tanımlamaya ve ölçmeye - ekolojistler tarafından onlarca yıl önce zaten yapıldı.

Yaşanabilir bölge ne olacak?

O halde sorun, bir ötegezegenin yaşanabilir olup olmadığını belirlemek değil, daha çok hangi özelliklerin onu yaşam türleri için uygun kılacağını belirlemektir.

Başlamak için nispeten kolay bir yer, sıvı suyun mevcut olması gerekliliğidir. Sıvı su önemlidir çözücü özelliklerinden dolayı bildiğimiz şekliyle neredeyse tüm yaşam formları için. Pek çok şey suda çözünür, yani kimyasal reaksiyonları mümkün kılan şeyleri birbirine karıştırmak için iyidir. Enzimlerin işleyişinde de önemli bir rol oynar. Bu nedenle, bilim adamları yaşanabilir bir ötegezegenin gerekliliklerini hayal ettiklerinde, sıvı suya sahip olmak listenin başında gelir.

Bize “yaşanabilir bölge” fikrini veren de budur. Bu, bir gezegenin yüzeyinde sıvı su olması için doğru sıcaklıkta olacağı tahmin edilen bir yıldızın etrafındaki bir bölgedir. Eğer bir Bir yıldızın yaşanabilir bölgesi içindeki dünya benzeri gezegen mantık, hayatı aramak için iyi bir başlangıç ​​noktası bulmuş olmamızdır.

Bununla birlikte, yaşanabilir bölgede olmak, yaşanabilirliğin her şeyi ve sonu değildir. Bu sadece bir temel gereksinimdir. Méndez, bu terimin "çok fazla kafa karışıklığına" neden olduğunu söylüyor çünkü astronomlar genellikle bir gezegenin yaşanabilir bölgede olduğunu kastettiklerinde yaşanabilir olduğunu söylerler. Bunun çözümlenmiş bir sorundan uzak olduğunu netleştirmek için "potansiyel olarak yaşanabilir" terimini tercih ediyor.

Yaşanabilirlik faktörleri

Tamam, yani sıvı su şart. Bir gezegenin yaşama ev sahipliği yapması için başka ne gereklidir? Dünyadaki yaşam formlarına dayanan sağlam bir anlayışa sahibiz. Astrobiyologlar, ötegezegenlerin yaşanabilirliğini değerlendirmeye gelince, bir gezegenin durumu gibi faktörleri bilmek isterler. kütlesi ve yarıçapının yanı sıra yüzey sıcaklığı, basıncı ve gezegenin kapladığı fraksiyon su.

Herhangi bir ötegezegen için bu faktörleri belirlemek zordur. Şu anda keşfedilen çoğu ötegezegen için, yörünge dönemleri, yarıçapları veya kütleleri ve ev sahibi yıldızlarından aldıkları radyasyon miktarı olan yıldız akısı gibi faktörleri bilebiliriz. Ancak, örneğin yüzey sıcaklıklarını veya basınçlarını bilmek için atmosferlerini bilmemiz gerekir.

Nedenini görmek için kendi güneş sistemimize bakın. Venüs, güneşe Merkür'den daha uzak olmasına rağmen, güneş sistemindeki en yüksek yüzey sıcaklığına sahiptir. Bunun nedeni, Venüs'ün ısıyı hapseden ve yüzey sıcaklığını yükselten son derece kalın bir atmosfere sahip olmasıdır. Güneş sistemimize bakan uzaylı bir astrobiyolog, uzaktan belli olmadığı için Venüs'ün ne kadar sıcak olduğunu bilemeyebilir.

James Webb Uzay Teleskobu gibi teleskoplar tarafından gelecekte yapılacak çalışmalar, hakkında daha fazla şey öğrenmemizi sağlayacak. ötegezegen atmosferleri, ancak şimdilik, bilim adamlarının yüzey sıcaklıklarını tahmin etmesi gerekiyor.

Su ile kaplanan yüzey miktarı da önemlidir. Okyanus kesri olarak adlandırılan bu önemlidir çünkü okyanusların dinamik doğası Yeri yaşam için daha misafirperver hale getirmek için bir gezegenin etrafındaki besinleri taşımada onları harika kılar.

Şu anda dış gezegenlerin okyanus fraksiyonunu ölçebilecek araçlarımız yok. Ancak, vardır geleceğin teleskopları için fikirler bir ötegezegen tarafından yansıtılan ışık miktarının dönerken nasıl değiştiğine bakabilir, bu da yüzeyini kaplayan okyanus miktarını gösterebilir.

Bu faktörlerin belirlenmesindeki tüm karmaşıklıklara rağmen Méndez, ötegezegen biliminin o kadar hızlı geliştiğini ve önümüzdeki yirmi yıl içinde bunları ölçebileceğimizi düşünüyor. "Farklı aletlerle atmosfer ölçümleri için on yıl, ardından gezegenleri ayrı ayrı görebilecek ve okyanus fraksiyonunu ölçebilecek yeni teleskoplar için on yıl" diye tahminde bulundu.

Potansiyel olarak yaşanabilir ötegezegenlerin bir kataloğu

Gelecek on yıllarda ötegezegenleri bu kadar ayrıntılı bir şekilde inceleyebilmek heyecan verici, ancak bilim adamları şimdi potansiyel olarak yaşanabilir dış gezegenleri de incelemek istiyor. Bu nedenle Méndez'in grubu, Yaşanabilir Ötegezegenler Kataloğu, bugüne kadar keşfedilen potansiyel olarak yaşanabilir tüm dış gezegenlerin bir listesidir.

Katalogda yer alabilmek için, bir gezegenin kabaca Dünya büyüklüğünde olması ve yıldızının yaşanabilir bölgesi içinde yörüngede olması gerekir. Ancak bu ötegezegenler hakkında henüz bilemeyeceğimiz birçok faktöre izin vermek için, Dünya büyüklüğündeki araçlar için iki farklı kriter var. Katalog, hem Dünya'nın yarıçapının 1,6 katına hem de üç katına kadar olan gezegenleri listeleyen muhafazakar bir listeye sahiptir. kütlesinin katları ve Dünya'nın yarıçapının 2,5 katına veya Dünya'nın 10 katına kadar gezegenleri olan iyimser bir liste. yığın.

Bunun nedeni, potansiyel yaşanabilirlik ararken, gaz gezegenleri değil, Dünya gibi kayalık gezegenler aramamızdır. Gaz devleri gibi düşük yoğunluğa sahip ötegezegenler yaşam için iyi değil çünkü tutunma konusunda kötüler. yaşam için mevcut olması gereken besinler - bulutlarda yaşam bulamamanızın aynı nedeni Toprak. Dünya'nın yaklaşık iki katı büyüklüğündeki gezegenler kayalık gezegenler olacaktır, ancak bundan daha büyük gezegenler, yaşamı desteklemesi muhtemel olmayan mini Neptün veya gaz cücesi adı verilen bir tür olabilir.

bitti ile 5.000 doğrulanmış ötegezegen kataloğun yaşanabilirlik için yüzlerce adayı listeleyeceğini düşünebilirsiniz, ancak aslında nispeten az sayıda var - muhafazakar listede sadece 21 ve iyimser listede 38 tane daha.

Listenin kısalığı kısmen, birçok ötegezegen algılama yönteminin daha büyük ötegezegenleri bulmada daha iyi olmasından kaynaklanıyor olabilir. daha küçük olanlardan daha büyük olan bir şeyi tespit etmek genel olarak daha kolaydır ve bazı araştırmalar bunu önermektedir olabilir milyarlarca Dünya benzeri gezegen bizim galaksimizde Ancak şimdilik, potansiyel yaşanabilirlik için en temel kriterleri karşılayan dış gezegenlerin sayısı düşük kalıyor.

Şimdi hayatı nerede aramalı?

Elbette, bildiğimiz potansiyel olarak yaşanabilir birkaç dış gezegenin olması, başka yerlerde yaşam aramaktan vazgeçmemiz gerektiği anlamına gelmez. Bazı açılardan, aşağıdaki gibi sistemlere sahip olduğunuzda araştırma hedeflerine karar vermeyi kolaylaştırır. TRAPPİST-1Dört adede kadar potansiyel olarak yaşanabilir dış gezegene ev sahipliği yaptığı düşünülen ve Dünya'nın yaklaşan bilim çalışmaları için önemli bir hedef olacak. James Webb Uzay Teleskobu.

Yaşanabilirlikle ilgili tüm bu tartışmalar, evrenin başka bir yerinde yaşam varsa, bunun en azından buradaki Dünya'daki yaşamla karşılaştırılabilir olacağı fikrine dönüşüyor. Su veya belirli besinler için gereksinimlerden bahsettiğimizde, bunu gezegenimizde gözlemlediğimiz yaşama dayandırıyoruz. Başka bir yerde bildiğimiz gibi hayat olacağını varsayıyoruz, ancak oralarda bir yerlerde tamamen farklı bir biçimde yaşamın olması kesinlikle mümkün.

Bilim adamları bu olasılığı kabul etseler de, pratikte araştırma için yararlı olmadığı için kavramı pek dikkate alma eğiliminde değiller. Méndez, "Bizim bilmediğimiz hayatı sen de tanımayacaksın," diye belirtti, bu yüzden bu bizim arayabileceğimiz bir şey değil.

Kendi güneş sistemimizde yaşam aramak

Bazı araştırmacılar, dış gezegenlere bakmak yerine, potansiyel olarak yaşanabilir dünyalar için kendi güneş sistemimize bakabileceğimizi iddia ediyor - Satürn'ün uydusu Enceladus veya Jüpiter'in uydusu Europa gibi yerler. Her ne kadar yüzeylerinde sıvı su bulunamayacak kadar güneşten uzakta olsalar da, her ikisinin de buzlu kabukların altında sıvı tuzlu su okyanuslarına sahip olduğu düşünülüyor.

Ancak Méndez, buzlu kabuklar nedeniyle bu yerlerin yaşam için çok umut verici yerler olduğuna ikna olmadı. Bu kabuklar, herhangi bir atmosfere erişimi engeller ve enerjinin yüzeyden aktarılmasını önleyerek, onu yaşamı sürdürmek için uygun hale getirmez. "Bu, gezegenimizdeki derin okyanuslardan daha kötü. Dünyadaki her şeyden çok daha kötü” dedi. "Orada mikrobiyal yaşamın ötesinde bir şeyin yaşayacağını sanmıyorum."

Dünya dışında mikrobiyal yaşam bulmak bile son derece heyecan verici olabilir, bu nedenle gezici Perseverance gibi görevlerin amacı, Mars'ta eski yaşam kanıtı aramaktır. Ancak Mars, geçmişte bir noktada olabilirdi, ancak bugün tam olarak misafirperver değil. Mars ortamı üzerindeki yaşanabilirlik çalışmaları, bugün orada hiçbir şeyin hayatta kalması için umut vaat etmiyor: “Biz Méndez, Mars yüzeyinin Atacama çölünden bin kat daha kötü olduğunu tahmin ediyor. söz konusu.

Mars'a doğru

Mars'ın kurak koşullarıyla ilgili çekincelerine rağmen Méndez, eğer varsa yaşam kanıtlarını nerede bulabileceğimiz konusunda pragmatik. "Nerede yaşam bulabileceğimize dair bahse girmek zorunda kalsaydım, Mars'a bahse girerdim" dedi, "ötegezegenleri daha çok sevmeme rağmen!" Bunun nedeni algılama sorunudur. Bir gezegenin sadece potansiyel olarak yaşanabilir olmadığını, aynı zamanda hayata ev sahipliği yaptığını bilmek istiyorsanız, kanıta ihtiyacınız var ve bu kanıtı çok uzaklardan elde etmek son derece zordur.

Önümüzdeki on yıllarda Mars için planlanan örnek dönüş görevleri ile, Mars'ın bir parçasını incelenmek üzere Dünya'ya geri götürme yarışı devam ediyor. Bu örnekler, yaşamın kesin olarak saptanması için en iyi şansımız. "Kesin cevap, Dünya'da bir numuneniz varsa gelecektir, çünkü çok düşük miktarlarda mikrobiyal yaşam arıyorsunuz" diye açıkladı.

Rüya araştırma senaryosu, Mars'ta Dünya standartlarına göre yaşanabilir olabilecek bir ortamdan bir örnek toplamak olacaktır. akifer. Böyle bir ortamda yaşam kanıtı bulsaydık bu harika olurdu - yaşama ev sahipliği yapan tek gezegenin gezegenimiz olmadığını keşfederdik.

Ancak Méndez, böyle bir ortamda yaşam olduğuna dair herhangi bir kanıt bulamamanın da bir o kadar heyecan verici olacağını söylüyor. "Dünya standartlarına göre yaşanabilir bir yer bulursak ve orada yaşam olmazsa, bu şaşırtıcı ve merak uyandırıcı olur" dedi. "Ne yanlış gitti? Ne oldu? Neden hayat yok?” Yaşamın Dünya üzerinde çok çeşitli ortamlarda var olduğu göz önüne alındığında ve biliyoruz ki Dünya ve Mars'ın çarpışmalar yoluyla malzeme paylaştığına göre, yaşam bizim dünyamızla sınırlı olsaydı, gerçekten tuhaf olurdu. gezegen.

Méndez, "Yaşamı bulmak harika bir keşif olurdu, ancak olumsuz sonuç daha da derin olurdu" dedi. “Burada yanlış gitmenin hiçbir yolu yok. Bu bir kazan-kazan durumu. Cevap Mars'ta, tam orada. Ve herhangi bir cevap derindir.

Editörlerin Önerileri

• İşte bilim adamlarının hayatın 'cehennem gezegeni' Venüs'te gelişmiş olabileceğini düşünmesinin nedeni bu.
• Gökbilimciler, yıldızının etrafında sarmal kollar oluşturan bir ötegezegen tespit ettiler
• Avrupa BepiColombo uzay aracı bugün üçüncü Merkür uçuşunu gerçekleştiriyor
• Bu ötegezegen 2.000 santigrat derecenin üzerinde, atmosferinde buharlaşmış metal var
• Güneş sisteminde yaşanabilir uydu arayışı kızışıyor