Dünya, kimyasal reaksiyonları kolaylaştırmak için büyük ölçüde sıvı suyun varlığına bağlı olarak evrendeki bilinen tek yaşamı destekler. Tek hücreli yaşam neredeyse Dünya’nın kendisi kadar uzun sürse de, çok hücreli yaşamın oluşması yaklaşık üç milyar yıl sürdü. İnsan hayatı, Dünya Çağı’nın 10.bininden birinden daha az bir sürede var olmuştur.
Bütün bunlar, hayatın sıvı suyu destekleyen gezegenlerde yaygın olabileceğini düşündürmektedir, ancak evreni inceleyen ve uzayda seyahat etmeye çalışan hayatı bulmak nadir olabilir. Dünya dışı yaşamı bulmak için, ona seyahat etmemiz gerekebilir.
Bununla birlikte, alanın genişliği, ışık hızından daha hızlı seyahat etmenin veya iletişim kurmanın imkansızlığı ile birleştiğinde, ne kadar dolaşabileceğimize dair pratik sınırlar yerleştirir.
Bir uzay probu ile bile, bir insan yaşamı boyunca sadece güneşe en yakın yıldızlar ziyaret edilebilirdi. Buna ek olarak, sadece güneşe ve sıcaklık bakımından benzer yıldızlar yeterince uzun ömürlüdür ve çok hücreli yaşamın oluşması için yeterli atmosferlere sahiptir.
Bu nedenle, okumak için en değerli yıldızlar, bize yaklaşık 30 ışık yılından daha yakın olan 60 kadar güneş benzeri yıldızdır. Bu yıldızların etrafında dönen en umut verici gezegenler, dünyaya benzer boyutlara ve sıcaklıklara sahip olacaktır, böylece sağlam zemin ve sıvı su mevcut olabilir.
Samanlıkta bir iğne
Yörüngede olduğu yıldızdan ayrı olarak Dünya benzeri bir dış gezegen gözlemlemek büyük bir zorluktur. Mümkün olan en iyi senaryoda bile, yıldız gezegenden bir milyon kat daha parlaktır; İki nesne birlikte bulanıklaşırsa, gezegeni tespit etme umudu yoktur.
Optik teorisi, teleskop görüntülerinde alabileceğiniz en iyi çözünürlüğün teleskopun büyüklüğüne ve gözlemlenen ışığın dalga boyuna bağlı olduğunu söylüyor.
Sıvı suyu olan gezegenler, 10 mikron (ince bir insan saçının genişliği ve görünür ışığın tipik dalga boyunun 20 katı) dalga boylarında en çok ışık verir. Bu dalga boyunda, bir teleskopun, 30 ışık yılı mesafesinde Dünya’yı güneşten ayırmak için yeterli çözünürlüğe sahip olmak için en az 20 metre mesafede ışık toplaması gerekir.
Ek olarak, teleskop uzayda olmalı, çünkü Dünya atmosferine bakmak görüntüyü çok fazla bulanıklaştıracaktır. Bununla birlikte, James Webb uzay teleskopu (JWST) – sadece 6,5 metre çapındadır ve bu teleskopun başlatılması son derece zordu.
20 metrelik bir uzay teleskopunun dağıtılması mevcut teknoloji ile ulaşılmamış göründüğünden, bilim adamları birkaç alternatif yaklaşımı araştırdılar.
Biri, aralarında son derece doğru mesafeleri koruyan birden fazla, daha küçük teleskopun başlatılmasını içerir, böylece tüm set büyük çaplı bir teleskop olarak hareket eder. Ancak, gerekli uzay aracı pozisyon doğruluğunun (tipik bir molekülün büyüklüğüne tam olarak kalibre edilmesi gereken) korunması da şu anda mümkün değildir.
Diğer teklifler daha kısa dalga boyu ışığı kullanır, böylece daha küçük bir teleskop kullanılabilir. Bununla birlikte, görünür ışıkta, güneş benzeri bir yıldız Dünya’dan 10 milyar kat daha parlaktır. Prensip olarak görüntünün yeterince yüksek bir çözünürlüğe sahip olsa bile, bu durumda gezegeni görebilmek için yeterli yıldız ışığını engellemek mevcut yeteneğin ötesindedir.
Yıldız ışığını engellemek için bir fikir, uzay teleskopunun önündeki on binlerce mil uzakta, on binlerce mil mesafede ‘Starshade’ adı verilen bir uzay aracını uçurmayı içerir, böylece refakatçi bir gezegenden gelen ışık bloke edilmezken yıldızdan ışığı tam olarak engeller.
Ancak, bu plan iki uzay aracının başlatılmasını gerektirir (bir teleskop ve bir starshade). Dahası, teleskopu farklı yıldızlara işaret etmek, starshade’i binlerce mil hareket ettirmeyi, yasaklanmış büyük miktarlarda yakıt kullanarak kullanmayı gerektirecektir.
Dikdörtgen bir bakış açısı
İçinde görünen bir makalede Astronomi ve Uzay Bilimlerinde Sınırlar astrofizikçiler daha uygulanabilir bir alternatif öneriyorlar.
Yakındaki, Dünya benzeri gezegenleri, JWST ile aynı boyutta olan bir teleskopla, JWST ile kabaca aynı kızılötesi (10 mikron) dalga boyunda, çap cinsinden bir daire 6,5 metre yerine 20 metrelik bir dikdörtgen olan bir ayna ile bulmanın mümkün olduğunu gösteriyorlar.
Bu şekil ve boyutun bir aynasıyla, bir yıldızı teleskop aynasının 20 metre uzunluğunda bir dış gezegenden ayırabilirler. Bir yıldızın etrafındaki herhangi bir konumda dış gezegenler bulmak için ayna döndürülebilir, böylece uzun ekseni bazen yıldız ve gezegenle hizalanır.
Ekip, bu tasarımın prensip olarak, üç yıldan az bir sürede 30 ışık yılı içinde güneş benzeri yıldızların etrafında dönen mevcut tüm dünya benzeri gezegenlerin yarısını bulabileceğini gösteriyor. Tasarım, yetenekleri güvence altına alınmadan önce daha fazla mühendislik ve optimizasyona ihtiyaç duyacak olsa da, diğer önde gelen fikirlerde olduğu gibi yoğun teknolojik gelişime ihtiyaç duyan belirgin bir gereklilik yoktur.
Ortalama güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen yaklaşık bir dünya benzeri gezegen varsa, yaklaşık 30 umut verici gezegen bulurduk. Bu gezegenlerin takip çalışması, yaşamın varlığını gösteren atmosferleri olanları, örneğin fotosentez yoluyla oluşan oksijenleri tanımlayabilir.
Astrofizikçiler, en umut verici aday için, gezegenin yüzeyinin görüntülerini geri çekecek bir prob gönderebiliriz. Dikdörtgen teleskop, kardeş gezegenimiz Earth 2.0’ı tanımlamak için basit bir yol sağlayabilir.
