Webb teleskopu orada yaşam belirtileri arayacak

Bu ay, şimdiye kadar yapılmış en güçlü uzay teleskobu diğer yıldızların yörüngesindeki gezegenleri gözetlemeye başladığında, dünya dışı yaşam arayışında yeni bir sayfa açacak. Gökbilimciler, James Webb Uzay Teleskobu’nun bu gezegenlerden bazılarının yaşamı destekleyebilecek atmosferlere sahip olup olmadığını ortaya çıkaracağını umuyorlar.

Atmosferi başka bir güneş sisteminde belirlemek yeterince soğuk olurdu. Ancak, küçük de olsa, bu atmosferlerden birinin biyo-imza olarak bilinen şeyi sunması ihtimali vardır: yaşamın kendisine bir referans.

Arizona Üniversitesi’nden bir gökbilimci olan Megan Mansfield, “İlginç olduğunu düşündüğümüz gezegenleri bulabileceğimizi düşünüyorum – bilirsiniz, yaşam için iyi beklentiler” dedi. “Ama yaşamı hemen tanımlayamayacağız.”

Şimdiye kadar, Dünya, yaşamın var olduğu bilinen evrendeki tek gezegen olmaya devam ediyor. Bilim adamları yaklaşık 60 yıldır Mars’a sondalar gönderiyorlar ve henüz Mars’ı bulabilmiş değiller. Ancak yaşamın kızıl gezegenin yüzeyinin altında saklandığı ya da Jüpiter ya da Satürn’ün uydusunda keşfedilmeyi beklediği düşünülebilir. Bazı bilim adamları bunun için umutlarını dile getirdiler. VenüsKükürt dioksit bulutlarının kavurucu atmosferine rağmen, Venüs’ün çocuklarına ev sahipliği yapıyor olabilir.

Dünya, güneş sistemimizde yaşamı barındıran tek gezegen olarak ortaya çıksa bile, evrendeki diğer birçok güneş sistemi sözde ötegezegenlere sahiptir.

1995’te İsviçreli gökbilimciler, güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönen ilk ötegezegeni keşfettiler. 51 Pegasi b olarak bilinen ötegezegen, Jüpiter’den daha büyük kabarık bir gaz devi ve 1800 Fahrenhayt derece sıcak – yaşam için ümit vaat etmeyen bir yuva haline geliyor.

Takip eden yıllarda bilim adamları, 5.000’den fazla diğer ötegezegen. Bazıları Dünya’ya çok benziyor – kabaca aynı boyutta, gaz yerine kayadan yapılmış ve yıldızlarının etrafında “Goldilocks Bölgesi”nde yörüngede dönüyor, pişirmeye çok yakın değil ama donacak kadar da uzak değil.

Ne yazık ki, bu ötegezegenlerin nispeten küçük boyutları, onları incelemeyi şimdiye kadar son derece zorlaştırdı. Geçen Noel fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu, gökbilimcilerin bu dünyalara daha yakından bakmalarını sağlamak için bir büyüteç görevi görerek bunu değiştirecek.

Teleskop, Fransız Guyanası Kourou’dan fırlatıldığından beri seyahat ettim Dünya’dan bir milyon mil uzakta, Güneş’in etrafındaki yörüngesine giriyor. Orada bir kalkan, 21 metrelik aynasını güneşten veya yerden gelen herhangi bir ısı veya ışıktan korur. Bu derin karanlıkta, teleskop, uzak gezegenler hakkında yeni ayrıntıları ortaya çıkarabilecek olanlar da dahil olmak üzere, zayıf, uzak ışık ışınlarını algılayabilir.

Dr. Mansfield, uzay teleskobunun “tasarımında ötegezegenlerin atmosferlerini dikkate alan ilk büyük uzay gözlemevi” olduğunu söyledi.

NASA mühendisleri Haziran ortasında Webb Teleskobu ile bir dizi nesnenin fotoğraflarını çekmeye başladılar ve ilk görüntülerini 12 Temmuz’da halka yayınlayacaklar.

Programın baş bilimcisi Eric Smith, ötegezegenlerin bu ilk görüntü grubunda yer alacağını söyledi. Teleskop dış gezegenleri gözlemlemek için nispeten kısa bir zaman harcayacağından, Dr. Smith bu ilk görüntüleri teleskopun gücüne “hızlı ve kirli” bir bakış olarak değerlendirdi.

Bu hızlı bakışlar, Temmuz ayında başlayarak, ötegezegenlerin daha net bir resmini sunan çok daha uzun bir dizi gözlemi takip edecek.

Bir dizi gökbilimci ekibi incelemeyi planlıyor yedi gezegen Trappist-1 adlı bir yıldızın yörüngesinde. Önceki gözlemler, gezegenlerin üçünün yaşanabilir bölgeyi işgal ettiğini gösterdi.

4 Temmuz’dan itibaren Trappist-1 gezegenlerini gözlemleyecek olan Montreal Üniversitesi’nden Olivia Lim, “Güneş sistemi dışındaki yaşam izlerini aramak için ideal bir yer” dedi.

Trappist-1 küçük, soğuk bir yıldız olduğundan, yaşanabilir bölgesi güneş sistemimize göre daha yakındır. Sonuç olarak, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenleri yakın mesafeden yörüngede dolanır ve yıldızın yörüngesinde dönmesi sadece birkaç gün sürer. Gezegenler Trappist-1’in önünden her geçtiğinde, bilim adamları temel ama çok önemli bir soruyu ele alabilecekler: Herhangi birinin atmosferi var mı?

Cornell Üniversitesi’nden astronom Nicole Lewis, “Havası olmasaydı, yaşanabilir bir bölgede olsa bile yaşanabilir olmazdı” dedi.

Dr. Lewis ve diğer gökbilimciler, Trappist-1 gezegenlerini çevreleyen atmosferleri bulamadıklarında şaşırmayacaklardı. Gezegenler oluştuklarında atmosfer geliştirmiş olsalar bile, yıldız onları uzun zaman önce ultraviyole ve X-ışınları kullanarak havaya uçurmuş olabilir.

Dr. Mansfield, “Bir gezegenin tüm atmosferini, yaşamı yaratmaya başlama şansı bile bulamadan yok etmeleri mümkün” dedi. “Burada cevaplamaya çalıştığımız ilk soru bu: Bu gezegenlerin yaşamı geliştirebilecek kadar uzun bir atmosfere sahip olup olmayacağı.”

Trappist-1’in önünden geçen bir gezegen küçük bir gölge oluşturacaktır, ancak gölge bir uzay teleskopunun algılayamayacağı kadar küçük olacaktır. Bunun yerine teleskop, yıldızdan gelen ışıkta hafif bir kararma algılayacaktır.

Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda doktora sonrası araştırma görevlisi olan bir astronom olan Jacob Lustig-Jeiger, “Bu, güneş tutulmasına gözlerinizi kapatarak bakmak gibi” dedi. “Işığın söndüğüne dair bir fikriniz olabilir.”

Atmosferi olan bir gezegen, arkasındaki yıldızı çıplak bir gezegenden farklı şekilde karartacaktır. Yıldızın ışığının bir kısmı doğrudan atmosferden geçecek, ancak gazlar belirli dalga boylarında ışığı emecektir. Gökbilimciler yalnızca bu dalga boylarında yıldız ışığına baksaydı, gezegen Trappist-1’i daha da karartırdı.

Teleskop bu Trappist-1 gözlemlerini Dünya’ya geri gönderecek. Ardından, ‘Hey, verileriniz mevcut’ gibi bir e-posta alırsınız, dedi Dr. Mansfield.

Ancak Trappist-1’den gelen ışık o kadar zayıf olacak ki, bunu anlaması zaman alacak. Dr. Smith, “Gözünüz saniyede milyonlarca fotonla uğraşmaya alışkın,” dedi. “Ama bu teleskoplar, saniyede sadece birkaç foton topluyorlar.”

Dr. Mansfield veya diğer gökbilimciler, Trappist-1’in önünden geçen ötegezegenleri analiz etmeden önce, onları teleskopun özel mekanizması tarafından üretilen küçük dalgalanmalardan ayırt etmek zorunda kalacaklar.

Dr. Mansfield, “Aslında yaptığım işlerin çoğu, teleskopun yaptığı garip şeyi dikkatli bir şekilde düzelttiğimizden emin olmak, böylece bu çok küçük sinyalleri görebiliyoruz,” dedi.

Bu çabaların sonunda, Dr. Mansfield ve meslektaşları Trappist-1’in çevresinde bir atmosfer keşfedebilirler. Ancak bu sonuç tek başına atmosferin doğasını ortaya çıkarmayacaktır. Dünya’da olduğu gibi nitrojen ve oksijen açısından zengin veya Venüs’teki zehirli karbondioksit ve sülfürik asit çorbasına benzer olabilir. Veya bilim adamlarının daha önce hiç görmediği bir kombinasyon olabilir.

Danimarka Teknik Üniversitesi’nden bir astronom olan Alexander Rathke, “Bu atmosferlerin neyden yapıldığı hakkında hiçbir fikrimiz yok” dedi. “Fikirlerimiz, simülasyonlarımız ve buna benzer şeyler var ama gerçekten hiçbir fikrimiz yok. Gidip bakmalıyız.”

Bazen JWST olarak da adlandırılan James Webb Uzay Teleskobu, dış gezegen atmosferlerinin belirli bileşenlerini belirlemek için yeterince güçlü olabilir, çünkü her bir parçacık türü farklı bir ışık dalga boyu aralığını emer.

Ancak bu keşifler, dış gezegenlerdeki hava durumuna bağlı olacaktır. Parlak, yansıtıcı bir bulut örtüsü, herhangi bir yıldız ışığının bir dış gezegenin atmosferine girmesini engelleyebilir ve uzay havası bulma girişimlerini yok edebilir.

Dr. Rathcke, “Bulutlu ve atmosfersiz bir atmosfer arasında ayrım yapmak gerçekten zor” dedi.

Hava durumu işbirlikçiyse, gökbilimciler özellikle ötegezegenlerin atmosferlerinde su olup olmadığını öğrenmeye heveslidirler. En azından Dünya’da su, biyoloji için bir ön koşuldur. Dr. Mansfield, “Bunun yaşam arayışı için muhtemelen iyi bir başlangıç ​​noktası olacağını düşünüyoruz” dedi.

Ancak sulu bir atmosfer, mutlaka bir ötegezegenin yaşam barındırdığı anlamına gelmez. Bir gezegenin canlı olduğundan emin olmak için bilim adamlarının, canlı organizmalar tarafından karakteristik olarak oluşturulmuş bir biyobelirteç, bir molekül veya birkaç molekülden oluşan bir grup keşfetmeleri gerekecek.

Bilim adamları hala güvenilir bir biyo-imzanın ne olduğunu tartışıyorlar. Dünya atmosferi, büyük ölçüde bitkilerin ve alglerin ürünü olan çok fazla oksijen içermesi bakımından güneş sistemimizde benzersizdir. Ancak oksijen, havadaki su molekülleri bölündüğünde yaşamın yardımı olmadan da üretilebilir. Aynı şekilde metan, canlı mikroplar tarafından ve ayrıca volkanlar tarafından da salınabilir.

Yaşamın yardımı olmadan sürdürülemeyecek, net bir hayati iz sağlayabilen belirli bir gaz dengesi olması mümkündür.

Dr. Rathcke, “Bu hayati parmak izlerini bulmak için çok uygun senaryolara ihtiyacımız var” dedi. “Mümkün olmadığını söylemiyorum. Sadece çok uzak olduğunu düşünüyorum. Çok şanslı olmamız gerekiyor.”

Santa Cruz California Üniversitesi’nden gezegen bilimci Joshua Krissansen-Totton, böyle bir dengeyi bulmak için Webb Teleskobu’nun Trappist-1’in önünden sıklıkla geçen bir gezegeni gözlemlemesini gerektireceğini söyledi.

Dr. Krissansen-Totton, “Önümüzdeki beş yıl içinde biri çıkıp ‘Evet, JWST ile hayat bulduk’ derse, bu iddiaya çok şüpheyle yaklaşırım” dedi.

James Webb Uzay Teleskobu’nun biyometri bulamaması mümkündür. Bu görev, on yıldan fazla bir süre sonra yeni nesil uzay teleskoplarını beklemek zorunda kalabilir. Bu ötegezegenleri, insanların gece gökyüzünde Mars’a veya Venüs’e baktıklarıyla aynı şekilde inceleyecekti: Bir yıldızın önünden geçerken, uzayın siyah arka planına karşı yıldız ışığının üzerlerindeki yansımasını gözlemleyerek.

Dr. Rathcke, “Çoğunlukla, gelecekteki teleskoplar için çok önemli bir temel çalışması yapacağız,” dedi. “JWST’nin biyometrik parmak izi algılama özelliğini getirmesi beni çok şaşırttı, ancak düzeltilmeyi umuyorum. Yani, temelde bu işi bunun için yapıyorum.”