Yaşam Avı: K2-18b

H4m4...6qVt

2 Apr 2024

Uzaylı yaşamı avında bu gezegen baş şüpheli haline geldi

Ötegezegen K2-18 b'de ölçülen gaz karışımı, onun hidrojen açısından zengin bir atmosferin altında küresel bir okyanusa sahip olabileceğini gösteriyor ve hatta gökbilimciler, doğrulanmamış olsa da, heyecan verici bir yaşam belirtisi bile tespit etti.

James Webb Uzay Teleskobu tarafından yapılan son gözlemler, K2-18 b adlı uzak bir gezegenin atmosferine ilişkin yeni ayrıntıları ortaya çıkardı. Avrupalı bir araştırma ekibi tarafından yapılan analiz, bol miktarda metan ve karbondioksit ile çok az amonyak buldu; bu kombinasyon, dünyanın daha önce yalnızca teoride öne sürülen bir tür okyanus gezegeni olabileceğini öne sürüyor.

K2-18b, yıldızından yaşamın mümkün olduğu düşünülen doğru uzaklıkta bulunuyor ve yeni analiz, Dünya'daki yaşam tarafından üretilen başka bir bileşik olan dimetil sülfürün de bu sulu dünyanın atmosferinde olabileceğini öne sürüyor. Takip gözlemleri, bileşiğin gerçekten orada olup olmadığını belirlemeye çalışacak ve eğer mevcutsa, gazın olası cansız kaynaklarını ortadan kaldırmak için ek çalışmalara ihtiyaç duyulacaktır.

Yaşam olmasa bile K2-18b, Dünya'dan büyük ama Neptün'den küçük yepyeni bir dünya sınıfının ortaya çıkmasına yardımcı oluyor. Cambridge Üniversitesi'nden gökbilimci ve sonuçları açıklayan makalenin baş yazarı Nikku Madhusudhan, daha önce bu tür gezegenlerin atmosferlerinin altında sıvı okyanuslara ev sahipliği yapabileceğini teorileştirmişti.

Hidrojen varlığını, daha da açıklayıcısı metan ve amonyak eksikliğini gösteren verileri gördüğünü hatırlıyor. Araştırmalar, K2-18 b gibi büyük bir gezegenin ancak atmosferin altındaki suyla etkileşime girmesi durumunda bu oranda gaza sahip olabileceğini öne sürüyor.

"On yıldır bu düşük sıcaklıktaki atmosferlerde metan arıyorduk ve onu ilk geçişte bulduk" diyor. “Bu bir Evreka anıydı.”

2021'de Madhusudhan bu ıslak gezegenler için bir kelime icat etti: Hycean dünyaları. Kulağa romantik geliyor ama hidrojen ile okyanusu bir portmantoda birleştirmiş. Güneş sisteminde bulunmayan ilgi çekici bir gezegen türü olmalarının yanı sıra, bu dünyalar üzerinde çalışmak pragmatiktir: Kayalık dünyalardan daha büyüktürler, bu da uzay teleskopunun onları uzaktan sensörlerle ölçmesini kolaylaştırır.

Webb teleskopu, Ocak ve Nisan aylarında ev sahibi yıldızının önünden 2,5 saatlik bir çift geçiş sırasında gezegeni taradı. Yerleşik cihazlar, gezegenin atmosferinden geçen yıldız ışığını inceleyerek gökbilimcilere mevcut gazları tanımlamada kullanılabilecek spektral ipuçları verdi.

Piyasaya sürüldüğü sırada maliyeti 10 milyar dolar olan Webb, uzak gezegenleri incelemeye yönelik bir araç olarak araştırmacılara değerini kanıtlıyor. Madhusudhan, Webb ile yapılan beş saatlik bir geçiş gözleminin, Hubble Uzay Teleskobu ile gerçekleştirilmesi yıllar sürecek olan sekiz birleşik gözlemden daha fazla veri sağladığını söylüyor. “Bu devrim niteliğinde” diyor.

Yaşamı nerede aramalı

Dış gezegenlerde uzaylı yaşamı arayanların saflarında öne çıkan iki düşünce ekolü var: Dünya gibi kayalık bir dünyada bulmayı bekleyenler ve okyanusların hakim olduğu dünyaları aramak isteyenler.

Yeni çalışma, olası okyanus dünyaları hakkında umut verici yeni ipuçları sağlıyor ve Webb de bakışlarını kayalık hedeflere çevirdi. Bu yılın başlarında teleskop, yakınlardaki Dünya büyüklüğündeki TRAPPIST-1 b ve TRAPPIST-1 c gezegenlerini gözlemledi ve bunların muhtemelen koruyucu CO2 atmosferleri olmayan çıplak kaya olduklarını ve bunun da yaşamı olası kılmadığını ortaya çıkardı. Bulgular, işaret fişekleri yaydığı bilinen bir tür soğuk cüce yıldızın yörüngesinde bulunan bu gibi kayalık gezegenlerin, canlı organizmalar için uygun ortamlar olmayabileceğini öne sürüyor.

TRAPPIST-1 sistemini inceleyen bilim adamlarından biri olan Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden Laura Kreidberg, "Bunu ölçebilmemiz olağanüstü" dedi.Bir açıklamada . “On yıllardır kayalık gezegenlerin atmosfere sahip olup olamayacağına dair sorular var. Webb'in yeteneği bizi, dış gezegen sistemlerini güneş sistemimizle daha önce hiç yapmadığımız bir şekilde karşılaştırmaya başlayabileceğimiz bir rejime getiriyor."

Yeni çalışma Hycean dünyalarının varlığına ilişkin iddiayı güçlendirirken, hâlâ alternatif açıklamalar mevcut. Webb'den gelen aynı veriler, analizin nasıl yapıldığına bağlı olarak biraz farklı sonuçlar üretebilir; bilim insanları bunu bazen "veri analizi hattı" olarak adlandırır.

John Hopkins Üniversitesi'nde atmosferik kimya konusunda uzmanlaşmış ve yeni çalışmanın bir parçası olmayan gezegen bilimci Sarah Hörst, "Millet, JWST'den elde edilen bolluğun boru hattına oldukça bağımlı olabileceğini zaten gösterdi" diyor. "Böyle bir iddiada bulunmak için gereken hesaplamalar, atmosferdeki çeşitli moleküllerin miktarına son derece duyarlıdır."

Madhusudhan, sonuçları doğrulamak için daha fazla çalışma yapılması gerektiğini kabul ediyor ve NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan bir ekibin, daha fazla veri toplamak amacıyla bu yılın sonlarında JWST ile gezegeni taramak için zaman ayırdığını söylüyor. "Bu uzun bir yolun başlangıcıdır" diyor. “Ama heyecan verici bir şey.”

Okyanus gezegeni uzaylılar mı?

K2-18 b gibi su açısından zengin gezegenler, uzaylı yaşamı arayışında iyi adaylardır; sonuçta bu, Dünya'nın gelişmesini sağlayan ortamdır. Ancak sıvı bir okyanusa ve karbon açısından zengin bir atmosfere sahip bir gezegenin bile organizmalara ev sahipliği yapması garanti edilmez; doğru boyut, sıcaklık ve güneşten uzaklığı, bilim adamlarının "yaşanabilir bölge" dediği bölgede olması gerekir.

K2-18 b, uzayda tüm yaşanabilir bölge kriterlerine uyan bir yer olan Aslan takımyıldızındaki soğuk bir cüce yıldızın yörüngesinde dönüyor. Ancak gezegenin büyüklüğü (Dünya'nın kütlesinin 8,6 katı) yaşamın aleyhine işleyebilir. Buzlu iç kısmı ince bir okyanus ve atmosferle sarılmış olabilir, bu nedenle sıvı su kaynayarak uzaya doğru kayıyor olabilir ve muhtemelen herhangi bir yaşam formunun hırslarını engelliyor olabilir.

Ancak Webb verilerinde başka bir ipucu daha var: dimetil sülfür molekülünün olası varlığı. Okyanuslardaki fitoplankton sürüleri tarafından üretilen DMS'yi Dünya'nın atmosferinde bulabilirsiniz. Aynı zamanda Alman tarzı bira kokusunu bu kadar keskin yapan da bu bileşiktir.

Bu molekülün başka bir gezegende bulunma ihtimali ne kadar heyecan verici olsa da, bilim adamlarının kesin olarak bilmesi için kat edilmesi gereken uzun bir yol var. Hörst, "Verilerinde DMS'ye dair ikna edici kanıtlar varmış gibi görünmüyor" diyor.

Madhusudhan'ın altı kişilik ekibinin, DMS'yi tespit etmek, varlığını doğrulamak veya çürütmek üzere optimize edilmiş bir spektrograf olan Webb'in Orta Kızılötesi Enstrümanını (MIRI) kullanmak için gelecek yılın başında zamanı ayrılmış. MIRI sonuçlarının beklenen zamanlaması hakkında "Gelecek yıl bu zamanlar bana sorun" diyor.

Dünya üzerinde okyanus yaşamı dışında DMS moleküllerini yaratan bir süreç bilinmiyor. Ancak K2-18b gibi bir dünyada koşullar abiyotik, cansız kaynaklar için uygun olabilir. Hörst, "Kükürt içeren kimyaya ilişkin anlayışımız oldukça Dünya ve Venüs merkezlidir; bunlar, hidrojenin hakim olduğu bir atmosferden (K2-18'inki gibi) çok farklı atmosferlerdir" diyor Hörst. "Bir atmosferde DMS'yi oluşturmak ve yok etmek için farklı olası yolların neler olduğunu anlamak için çok daha fazla teorik hesaplamaya ve laboratuvar ölçümüne ihtiyacımız var."

Madhusudhan, K2-18 b'de DMS tespit edilirse "teorisyenlerin gerçekten dahil olma zamanı gelmiştir" diyor. Görevleri, yaşam süresi boyunca gezegenin kimyasının sayısız simülasyonunu yürütmek ve JWST'nin yaşam olmadan bulduğu imzaları yaratabilecek olası yolları tespit etmeye çalışmak olacak. Madhusudhan, "Bunun bir biyobelirteç olduğunu kanıtlamamıza gerek yok çünkü bu Dünya'da da var" diyor. Ancak başka bir açıklama bulunmadığında gezegende yaşayan bir okyanus olduğu iddiası ortaya atılabilir.

Uzaylı yaşamının kanıtı genellikle bir Mars fosilinin keşfi, yıldızlararası bir iletimin alınması veya hatta Beyaz Saray'ın bahçesine dünya dışı bir varlığın doğrulanmış bir ziyareti ile tasvir edilir. Ancak insanlığın yalnız olmadığımızı anladığı an, karmaşık organik kimya modellerini çalıştıran bir bilgisayar ekranının önünde oturan tek başına bir veri parçalayıcı tarafından deneyimlenebilir.