Soru-Cevap: İki güneşi olan Dünya benzeri bir gezegen mi?

Sistemin dinamiklerini inceleyen yeni bir makaleye göre, iki güneşe sahip yakındaki bir yıldız sistemi, sıvı suyun bulunabileceği bir bölgede potansiyel olarak Dünya büyüklüğünde bir gezegeni destekleyebilir.

Makale, şu tarihte yayınlandı: Astrofizik Dergisi70 Ophiuchi adı verilen ikili yıldız sistemine odaklanıyor. Dünya’dan trilyonlarca mil uzaktadır ancak kozmik açıdan nispeten yakın olduğu kabul edilir; yaklaşık 5 parsek uzaktadır. Referans olarak, güneşimize en yakın yıldız olan Proxima Centauri 1,3 parsek uzaklıktadır.

70 Ophiuchi’nin iki yıldızı, kütlesinin yaklaşık %88’i ve %73’üyle güneşten biraz daha küçük ve daha soğuktur. Gökbilimciler sistemi onlarca yıldır gözlemlese de, her iki yıldızın etrafında dönen onaylanmış bir gezegen yok.

İki yıldızın birbirinin etrafında nasıl hareket ettiğini daha iyi tanımlamak için Michigan Üniversitesi’nde gerçekleştirilen gözlemleri kullanan araştırmacılar, Dünya büyüklüğünde bir gezegenin, daha büyük yıldızın etrafındaki yaşanabilir bölgede sabit bir yörüngeyi koruyup koruyamayacağını modelledi. Yaşanabilir bölge veya HZ, bir gezegenin yüzeyinde sıvı su tutabilecek kadar sıcak olduğu bir yıldızın etrafındaki alandır.

UC Riverside’da Dünya ve gezegen bilimleri alanında doktora öğrencisi olan Skylar D’Angiolillo, uzaydaki nesnelerin zaman içinde nasıl hareket ettiğini ve birbirini nasıl etkilediğini görmek için bilgisayar simülasyonlarını kullanarak makalenin dinamik modellemesini gerçekleştirdi. Burada D’Angiolillo ve danışmanı UCR astrofizikçisi Stephen Kane, yaşama ev sahipliği yapabilecek dünyalar arayışı için sonuçların ne anlama geldiğinden bahsediyor.

70 Ophiuchi neden gezegen aramak için ilginç bir yer?

Bu bir ikili sistem, yani iki yıldız var. Bize yıldızların hareketini anlatan ölçümler de dahil olmak üzere, sistem hakkında onlarca yıllık gözlemsel veriye sahibiz. Bu verileri kullanarak sistemin mimarisini daha iyi sınırlandırabildik ve oradaki bir gezegene ne olabileceğini modelledik.

Birincil yıldızın etrafındaki yaşanabilir bölgenin sınırlarını hesapladık. Daha sonra Dünya büyüklüğündeki bir gezegenin o bölge içerisinde farklı uzaklıklarda sabit bir yörüngede kalıp kalamayacağını test ettim.

Bulduğumuz şey, birincil yıldızın yaşanabilir bölgesinde istikrarlı yörüngelerin mümkün olduğudur. İkinci yıldızın bu yörüngeleri bozmasını bekleyebilirsiniz, ancak olanın bu olması şart değildir.

Kane: Bu aynı zamanda bize en yakın yıldız sistemlerinden biri. Antik çağlardan beri biliniyordu ama iki yıldızın birbirinin yörüngesinde nasıl döndüğü tam olarak bilinmiyordu. Artık bu hareketlere ilişkin çok daha iyi bir resme sahip olduğumuza göre, bilgisayarda bir model oluşturabilir ve farklı senaryolar altında ne olacağını görebiliriz.

Bir gezegenin orada hayatta kalıp kalamayacağını nasıl test edersiniz?

Yıldızlar kadar büyük nesnelerden gezegenler kadar küçük nesnelere kadar birçok cisim arasındaki yerçekimsel etkileşimleri modelleyen simülasyonlar kullanıyoruz.

Mevcut mimariyle (bu durumda iki yıldızla) başlıyorsunuz ve ardından sisteme bir test gezegeni enjekte ediyorsunuz. Ana yıldızdan farklı uzaklıklara Dünya büyüklüğünde bir gezegen yerleştirdik ve onun başına gelenleri takip ettik.

Sabit bir yörüngede mi kalıyor? Yıldızın içine mi düşüyor? Sonunda sistemden çıkarılır mı?

Dünyanın yörüngesinin oldukça dairesel olduğunu düşünebilirsiniz. Kararsız bir gezegenin yörüngesi giderek uzayabilir ve sonunda gezegen sistemden uzaklaşabilir. Simülasyonu farklı yerlerde tekrarlayarak, Dünya büyüklüğünde bir gezegenin sabit kalabileceği bölgeleri belirleyebiliriz.

İki yıldızlı bir sistemde kararlı yörüngeler bulmak neden önemlidir?

Kane: Tek yıldızdan oluşan güneş sistemimiz aslında biraz sıra dışı. Birçok yıldızın yıldız arkadaşları vardır. Bu, diğer yıldızların etrafındaki gezegenleri ararken, ek bir yıldızın çekimsel etkileriyle uğraşmak zorunda olduğumuz anlamına gelir.

İkinci yıldızın bir yıkım güllesi gibi gelip, Dünya büyüklüğünde bir gezegenin yaşanabilir bölgede varlığını sürdürmesini imkansız hale getirdiğini hayal edebilirsiniz. Ancak bu simülasyonlar durumun mutlaka böyle olmadığını gösteriyor.

İnsanlar başka bir Dünya bulmayı düşündüklerinde genellikle akıllarına kendi güneş sistemimize benzeyen bir şey gelir. Ancak son birkaç on yıldaki ötegezegen keşiflerinden öğrendiğimiz bir şey varsa o da diğer gezegen sistemlerinin bizimkine hiçbir şekilde benzeyemeyeceğidir. İkinci bir güneşe sahip olmak kulağa egzotik gelebilir ama Dünya’nın komşusu gibi görünmese de yaşanabilir olabilecek dünyaları da düşünmemiz gerekiyor.

Sonra ne olacak?

Bu tür çalışmaların önemli olmasının bir nedeni, bir gezegeni doğrudan gözlemlemeye çalışmadan önce atabileceğimiz birçok adımın olmasıdır. Öncelikle şunu sorabiliriz: Bu sistem potansiyel olarak yaşanabilir bir gezegene ev sahipliği yapabilecek kapasitede mi?

Bu tür bir dinamik inceleme, potansiyel olarak yaşanabilir dünyaların araştırılmasına yardımcı olmayı amaçlayan ve 2040’lar için planlanan bir NASA misyonu olan Habitable Worlds Gözlemevi için faydalı olabilir. Bilim adamları olası hedefleri düşünmeye başladıkça bu tür analizlerden yararlanabilecek başka birçok ikili sistem var.

Kane: Ayrıca bu sistem üzerinde yapacak daha çok işimiz var. Henüz orada onaylanmış bir gezegen yok, ancak artık Dünya büyüklüğünde bir gezegenin yaşanabilir bölgede sabit bir yörüngeyi potansiyel olarak koruyabileceğini biliyoruz.

Kim bilir? Skylar’ın, Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi faaliyete geçmeden önce orada olabileceğini tahmin ettiği, yaşanabilir bölgede Dünya büyüklüğünde bir gezegen keşfedebiliriz.