Liste daralıyor: Hangi yıldız sistemlerinde yaşam olabilir?

Michelle Starr*

Samanyolu’ndaki doğrulanmış ötegezegenlerin sayısı çoğalırken, hayat belirtileri aramak için seçtiğimiz hedefler konusunda daha seçici davranmamız gerekecek. Almanya’nın Max Planck Güneş Sistemi Araştırmaları Enstitüsü’nden Anna Shapiro liderliğindeki bir gökbilim ekibi, mevcut seçenekleri azaltmayı başardı.

Yeni sonuçlanan bir incelemeye göre, görece daha düşük miktarlarda metal içeren Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde dönen dünya benzeri ötegezegenlerin, yaşamın ortaya çıkışını gen hasarı tehdidine maruz bırakarak engelleyebilecek zararlı ultraviyole (UV) radyasyonundan korunma ihtimali daha yüksek görünüyor.

BELİRLEYİCİ ETKEN: DÜŞÜK METALİKLİK ORANI  

Daha düşük metal içeriği olan yıldızların daha fazla ultraviyole ışık yayması sebebiyle, bu bulgu mantığa uygun görünmeyebilir.

Buna karşın, ekibin yaptığı araştırma, oksijen bakımından zengin bir atmosfer barındıran bir gezegenin aynı zamanda daha kalın bir ozon tabakası da barındırdığını ve metaller bakımından zengin bir konakçıya sahip olana kıyasla, metaller açısından yoksul bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegene daha fazla koruma sunduğunu ortaya koydu.

Araştırmacılar, makalelerinde, “Bulgularımız, düşük metalikliğe sahip yıldızların barındırdığı gezegenlerin, karasal alanda karmaşık yaşama dair işaretler aramak için en doğru hedefler olduğunu gösteriyor” değerlendirmesini yaptı.

BÜTÜN YILDIZLAR EŞİT YARATILMAMIŞTIR

Bütün yıldızlar eşit yaratılmamıştır. Küçük, soğuk ve loş ya da büyük, sıcak ve parlak olabilirler. Kimi temel elementleri paylaşmalarına rağmen kimyasal bileşimleri de büyük oranda farklılaşabilir.

Bunun altında yatan sebep, evrenin tarihinin en erken dönemlerinde ağır elementlerin mevcut olmamasıdır. Var olan elementlerin hemen hemen hepsi hidrojen ve helyumdan ibaretti; bu elementlerden, çekirdekleri daha büyük ve ağır atomlar yaratmak için atomları parçalayan dev motorlar olan ilk yıldızlar meydana geldi.

Bu yıldızların hayatı sona ererken yaşanan şiddetli süreç daha da ağır elementler açığa çıkardı ve bu elementleri yıldızlararası toz ve gaz bulutlarında doğan yeni yıldızlara katılmaları için uzaya saçarak tohumladı.

DÜNYA ARAŞTIRMAYA MODEL ALINDI

Bu elementler, yıldızın radyasyon yayımını değiştirir. Hidrojen ve helyumdan daha ağır element oranına ya da daha yüksek metaliklik oranına sahip olan yıldızlar, daha hafif maddelerden meydana gelen yıldızlara kıyasla daha az ultraviyole radyasyon yayar. hayatımızı burada, dünyada yaşadığımız için öğrendiğimiz kadarıyla, ultraviyole radyasyonu karada yaşayan hassas organizmalara zarar verebilir ve DNA’da türlü hasarlara yol açabilir.

Ultraviyole ışınımının yabancı gezegenlerin yaşanabilirlik potansiyeli üzerindeki rolü bugüne dek araştırılmamıştı; Shapiro ve meslektaşları da dünyayı model alarak araştırdı.

ULTRAVİYOLE RADYASYONA KARŞI OZONUN KRİTİK ROLÜ

Güneş Sistemi’ne uzak mesafelerden bakan uzaylı bir medeniyet, dünyayı yaşam açısından elverişsiz gibi görebilir. Araştırmacılar, şu an Güneş’e olan mesafemizdeyken, UV-C ve UV-B dalga boyu bantlarından salınan ışıma düzeylerinin 'karasal yaşam için katlanılabilir en yüksek düzeyin çok daha üstünde' olduğunu ifade etti.

Bununla birlikte, atmosferimiz bu radyasyonun büyük kısmını durdurur: Üst atmosferde bulunan oksijen ya da kısaca ‘O2’, UV-C’nin büyük kısmını emer ve orta atmosferde yer alan ozon tabakası ya da kısaca ‘O3’ katmanı ise UV-B’yi emer.

UV radyasyonu, ozonun üretilme ve yok edilme süreçlerinde rol oynar. 240 nanometrenin altında kalan dalga boyları O2 moleküllerini parçalara ayırır; serbest halde yüzen O atomları daha sonra O2 molekülleriyle çarpışarak O3’ü meydana getirebilir. Öte yandan, daha uzun dalga boyları O3’ü foto ayrışma (fotodisosiyasyon) yoluyla parçalar. Etrafa saçılan O atomları daha sonra O2’yle yeniden bir araya gelebilir.

BİR YILDIZI HANGİ ETKENLER 'YAŞAM DOSTU' KILAR?

Metalikliği ve sıcaklığı dahil olmak üzere, bir yıldızın UV çıkışını çeşitli faktörler etkiler. Shapiro ve araştırma ekibi, Güneş’e benzeyen yıldızların yörüngesinde dönen dünya benzeri gezegenleri modellerken, yörüngede dönen ötegezegen üzerinde ne tür etkileri olacağını görmek için UV radyasyonunu etkileyebilecek parametreleri değiştirdi.

Varsayılanın tam aksine, metalikliğin, bir ötegezegenin yaşama elverişliliğini etkilemede sıcaklıktan daha mühim olduğunu keşfettiler. Daha fazla UV radyasyonu yayan düşük metalikliğe sahip yıldızların, yaşanabilir dünyalar barındırma ihtimalleri daha yüksekti.

Bunun nedeni, UV radyasyonunun atmosferde bulunan oksijenle etkileşime girme biçiminin daha sağlam bir kalkan meydana getirmesi, bu sayede ötegezegen yüzeyine radyasyonun daha küçük bir bölümünün ulaşmasını sağlamasıydı.

'KARADA KARMAŞIK YAŞAM ARAMAK İÇİN EN İSABETLİ HEDEFLER'

Araştırmacılar, makalelerinde “Paradoksal biçimde, evrenin yaşamında daha sonraları oluşan daha yüksek metalikliğe sahip yıldızlar etraflarına daha az UV radyasyonu yayarken, ev sahibi yıldızın ışınım spektrumu oksijen barındıran gezegenlerin atmosferlerinde daha düşük oranda O3 oluşumuna imkan tanır. Bu durum, UV’nin tesirini çoğaltarak bu yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerdeki mevcut koşulları, karasal yaşam çeşitliliği açısından daha az dostane hale getirir” değerlendirmesini yaptı.

Araştırmacılar, ayrıca şu bilgileri paylaştı: “Bundan dolayı, metal bakımından zengin yıldızların etrafında dönen gezegenlerin yüzeyinin, metal bakımından yoksul olan yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerin yüzeyinden daha yoğun UV radyasyonuna maruz kaldığını ortaya çıkardık. Hal böyleyken, düşük metaliklik oranına sahip yıldızların yaşama elverişli bölgelerinde yer alan gezegenler, karada karmaşık yaşam aramak için en isabetli hedeflerdir.”

Şimdilik daha yüksek metalikliğe sahip yıldızları liste dışı bırakmak yeterli değil. Yine de ötegezegen atmosferlerinin James Webb Uzay Teleskobu ve benzeri araçlarla incelenmesi ve karakterize edilmesi, bilim insanlarının elde ettikleri bulguların doğru yolda ilerleyip ilerlemediğini anlamalarına yardım edecek ve bizleri yabancı bir gezegende hayat izleri bulmaya bir adım daha yaklaştıracak.

Araştırma Nature Communications adlı dergide yayınlandı.

*Bilim ve teknoloji gazetecisi

Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)