Binlerce hatta belki de on binlerce yıldır uzaya baka baka yıldızların Güneş benzeri gök cisimleri olduğunu anladık. Ancak anladığımız başka bir şey daha vardı. Eğer kendi Güneş’imizin etrafında, yörüngelerinde dönen dünyalar varsa o yıldızların da etrafında hareket eden dünyalar olamaz mıydı?

İnsan zihnini kurcalayan sayısız soru var dış uzayla ilgili. Uzayda bir yerlerde Dünya gibi kayaç gezegenler olabilir mi? O gezegenlerde sıvı su var mı? Bu gezegenlerde yaşamı sağlayan elementler varsa evrende yalnız olmadığımızı iddia edebilir miyiz? Bu sonsuz uzay sadece insanlar için mi yaratılmıştı?

İnsanlığın en temel motivasyonu olan merak duygusunun itici gücüne rağmen bu sorulara 1990’lı yıllara kadar bir yanıt bulunamadı. Güneş Sistemi’nin dışında bir gezegen tespit edememek oldukça şaşırtıcıydı. Aslında ne Güneş Sistemi’nin çok özel olduğuna ne de sonsuz uzayda bir başka gezegen olamayacağına dair bir kanıt vardı. O halde nereye kaybolmuştu tüm bu gezegenler? 

20. Yüzyılın sonuna doğru astronomlar artık dış uzayda gezegen bulamadıkları için yılmış durumdalardı. Bu sorunun temelinde yatan tek gerçek ötegezegenlerin elimizdeki olanaklarla tespit edilmesinin son derece zor olmasıydı. Evet, bir gökcisminin gezegen olup olmadığını anlamak için elimizde bir hesaplama yöntemi vardı ve bunun için gezegenin, yıldızı üzerinde yarattığı minik etkileri takip etmek gerekiyordu. Ya yıldızın önünden geçerken ışığı kesmesi ya da yıldızın hareketlerindeki tuhaflıklar. Bunlar yakalandığı zaman yıldızın yörüngesinde gezegen olabilir diyorduk.

Cambridge Üniversitesi Astronomi Enstitüsünden astrofizik profesörü Nikku Madhusudhan; "30 yıl öncesinde varlığını bildiğimiz gezegenler Güneş Sistemi'ndeki gezegenlerdi," diyor ve şöyle devam ediyordu; "Ancak ötegezegenler keşfedilir keşfedilmez evrendeki diğer gezegen sistemlerine dair devasa bir pencere açıldı."

Bu noktadan itibaren, gelişmiş teknoloji ve gezegen tespiti için geliştirilen yeni yöntemler 5.000'e yakın ötegezegen tespit edilmesini sağladı. Dış uzaydaki gezegenlerin bileşenlerini tespit etmek için atmosferik veri toplama tekniğini geliştiren Madhusudhan "Ötegezegen çalışmalarında ilk aşılan kilometre taşı, onların ne kadar yaygın olduğuydu." diyor. "Aynı zamanda çok fazla türde gezegen mevcut. Kütle, boyut ve sıcaklıkları birbirlerinden çok farklı."

Bugüne kadar yapılan binlerce ötegezegen keşfi, birçok şeyin yanında Güneş Sistemimizin çok sıradan bir yer olduğunu bize göstermiş oldu. Ancak iş bu gök cisimlerini kategorize etmeye geldiğinde Güneş Sistemi'ndeki gezegenler temel alınıyor. Güneş Sistemi dışındaki gezegenler, süper-Dünya, sıcak-Jüpiter veya mini-Neptün olarak adlandırılsalar da aslında isimlerini aldıkları bu gezegenlerden çok farklı şekillerde olabiliyorlar.

Keşfedilen ilk ötegezegen, Güneş Sistemi'nde bulunmayan bir türdü. Bu gezegen Ocak 1992'de Aleksander Wolszcan ve Dale Frail tarafından keşfedildi. İkili, bizden 12.000 ışıkyılı ötede, bir beyaz cüce-pulsar çifti olan PSR B1620-26'nın etrafında dolanan kayaç bir gezegen buldu.

Takip eden yılda, aynı sistemde bir kayaç gezegen daha tespit edildi. Poltergeist ve Phobetor isimleri verilen bu gezegenler süper-Dünya denilen türün ilk örnekleriydi. Bu gezegenler kütlelerine göre sınıflandırılıyorlar; kütleleri gezegenimizden büyük ancak buz devleri Uranüs ve Neptün'den daha küçük. Süper-Dünya sınıfının üst limiti genellikle gezegenimizin kütlesinin 10 katı olarak belirleniyor. Ancak isimlerinden dolayı bu süper-Dünyaların gezegenimize benzerliği olduğunu düşünmemelisiniz. Bu terim bize gezegenin yüzey koşulları veya üzerinde yaşam barındırabilmesi açısından bir şey söylemiyor. Bunun iyi bir örneği olarak Poltergeist’in de Phobetor’un da yaşamı desteklediğine dair herhangi bir veri yok elimizde çünkü sürekli olarak etrafında dolandıkları pulsarın öldürücü radyasyonuna maruz kalıyorlar. Yani uzun sözün kısası o kayaç gezegenlerde yaşam olması imkânsız görünüyor.

1995 yılında, Michel Mayor ve o dönemdeki doktora öğrencisi Didier Queloz, 51 Pegasi b veya diğer adıyla Dimidium'u keşfettiğinde, Güneş'e benzer bir yıldızın etrafındaki ilk ötegezegen örneği bulunmuş oldu. Bu keşfin karşılığı 2019 Ekim’inde Nobel Fizik Ödülü oldu. Gezegenin, etrafında dolandığı yıldız Güneş benzeri olsa da sistem hiçbir şekilde Güneş Sistemi'ne benzemiyor. Bu keşif, ilk sıcak-Jüpiter örneğinin keşfiydi; Dimidium, Güneş Sistemi'nin gaz devlerine benzeyen ancak yıldızına çok yakın bir yörüngede seyreden gezegenlerden biriydi.

Montreal Üniversitesinde doktora sonrası araştırmacı ve Ötegezegen Araştırma Enstitüsünün bir üyesi olan Romain Allart, "Bu gezegenler Merkür'ün Güneş'e olan mesafesinden daha yakın bir yörüngede dolanıyorlar." diyor ve şöyle ekliyor; “Bu, sıcak-Jüpiterlerin yörüngelerini sadece birkaç günde tamamladıkları anlamına geliyor. Konumlarından dolayı aşırı derecede ısınıyorlar ve yüzey sıcaklıkları 1.725 santigrat dereceye kadar çıkıyor."

51 Pegasi b, astronomlara sadece evrenin daha karmaşık ve vahşi bir yer olduğunu gösterdi ve ilerleyen süreçte sıcak-Jüpiterler ötegezegen kataloğunun ana karakterleri oldular. Sıcak-Jüpiterler aslında evrende çok da yaygın değiller. Bizim onları daha sık buluyor olmamızın nedeni cihazlarımızın teknolojisinin buna elvermesinden dolayı. Büyük ve kütleli olmaları tespitlerini kolaylaştırıyor. Sıklıkla kullandığımız radyal hız geçiş tekniği böyle iri ve yoğun kütleli cisimleri tespit etmek konusunda çok iyi.

Radyal hız tekniği nedir?

Bir nesnenin bir nokta ile olan mesafesinin değişim hızıdır. Radyal hızda tekniğinde belirli bir noktaya göre hareketli olan nesnenin hızı hesaplanır. Eğer bu konu hakkında biraz daha bilgi almak isterseniz sitemdeki aşağıda linkini gördüğünüz yazıyı okuyabilirsiniz.

https://www.leventaslan.com/tr-TR/calismalar/bilimsel/radyal-hiz-teknigi

Dış uzaydaki gezegen popülasyonu açısından, Madhusudhan mini-Neptünlerin (Neptün'den küçük ancak daha büyük kütleli veya Neptün'den büyük ancak daha küçük kütleli gezegenler) Samanyolu'nda çok daha yaygın bulunduğunu belirtiyor. Madhusudhan küçük gezegenlerin de evrende bolca bulunduğunun anlaşılmasının başka bir önemli kilometre taşı olduğunu söylüyor.

Öyle ya, Dünya sınıfında gezegenler varsa bizim mantığımıza göre bizim gibi yaşam formları bulma olasılığı yükseliyor demektir.  Bu tip gezegen araştırmalarında, ileride gittikçe gelişecek olan bir başka kilometre taşı ise, kayaç gezegenlerin atmosferlerini su ve diğer bileşenlerin varlığını bulmak için araştırma yapmak olacak. Yıldızının önünden geçerek onun ışığında bir miktar azalma gerçekleştiren bir gezegen, sadece tespit edilmesini kolaylaştırmıyor, aynı zamanda atmosfer bileşenlerinin incelenmesi için bir fırsat yaratmış oluyor. Bunun nedeni atom ve moleküllerin ışığı belirli dalga boylarında soğuruyor olmaları. Gezegenlerin atmosferinden geçen ışığın tayfındaki boşlukları inceleyen astronomlar, atmosferin hangi bileşenlerden oluştuğunu ortaya koyabiliyor.

1999 yılında Greg Harry ve David Charbonneau, geçiş yöntemini kullanarak, HD 209458 yıldızının önünden geçen gezegen HD 209458 b'nin atmosferinde oksijen, azot, karbon ve su olduğunu tespit ettiler. Bu gezegenin atmosferi, adeta bir kuyrukluyıldızın kuyruğu gibi, gezegenin üzerinden sökülüp arkasına doğru uzanan bir iz bırakıyor.

Madhusudhan, 1999 yılından bu yana ve özellikle son 10 yıl içinde ötegezegen atmosferik gözlem araştırmalarının çok yol kat ettiğini, bu gezegenlerin atmosferlerinde ilk defa su buharına dair ölçümlerin yapıldığını vurguluyor. Ancak maalesef, HD 209458'de de olduğu gibi, bu tespitlerin büyük bir çoğunluğu bize orada yaşam bulunabilme olasılığı hakkında çok bir şey söyleyemiyor. "Suyu, özellikle su buharı olarak sıcak ve dev gezegenlerde tespit ettik ve bu gezegenlerde yaşam olasılığı bulunmuyor.”

Ancak bu durum yavaş yavaş değişmeye başlıyor. Exofrontiers ismindeki yeni kitabı yayına hazırlanan Madhusudhan, ötegezegen bilimi camiasından topladığı verilere dayanarak, atmosferdeki kimyasal elementlerin tespitinin artık küçük gezegenlerde de mümkün olduğunu belirtiyor. Gezegenin yüzeyinde sıvı suyun bulunmasını sağlayan yaşama elverişli bölgelerde bulunan Dünya benzeri gezegenler de bu grubun içinde yer alıyor. Madhusudhan, "Yakındaki yıldızların yaşanabilir bölgelerinde Dünya boyutlu gezegenler tespit ettik. Bu durum özellikle M türü cüce yıldızların etrafında daha yaygın." diyor. Bunun en iyi örneklerinden birisi TRAPPIST-1 sistemi.

2017 yılında keşfedilen ve Dünya'dan yaklaşık 40 ışık yılı uzakta bulunan bu sistem 7 Dünya benzeri gezegen barındırıyor ve bu gezegenlerin tamamı yaşanabilir bölgede yer alıyor. Madhusudhan, "Bunların hepsi, ev sahibi yıldızlarının etrafında yaşanabilirlik için doğru mesafelerde bulunan küçük, kayaç, Dünya benzeri gezegenler" diyor. TRAPPIST-1 sisteminin gözlemleri Şubat 2018'de tamamlandı ve bu gözlemler, gezegenlerden bazılarının Dünya'dan daha fazla su ve okyanus barındırabileceğini ortaya koydu. Bu durum TRAPPIST-1 sistemini, James Webb Uzay Teleskobu (JWUT) veya gelecekte inşa edilecek başka teleskoplar için birincil hedef haline getiriyor.

JWUT'nin planları 1989 yılında ortaya çıktığında yaşam araştırma ve atmosfer gözlemleme bu kızılötesi teleskop için düşünülen bir konsept olmadığı görülüyordu. 1980'lerin son yılında astronomlar halen dış uzayda bir gezegen keşfedebilmiş değildi ve ötegezegen çalışmalarına büyük katkı sağlayan Hubble Uzay Teleskobu’nun fırlatılmasına 1 yıl daha vardı.

Günümüzde, birden fazla astronom ekibi ötegezegenleri inceleyebilmek için, teknolojinin son harikası olan teleskoptan zaman kapma yarışında. Bu grupların arasında Madhusudhan'ın takımı da JWST'de gözlem yapmayı bekleyen ekiplerden biri.

Dış uzay dediğimiz Güneş Sistemimizin ötesindeki gezegenleri araştıran bilimin altın çağında ve modern astronominin dönüm noktalarından birindeyiz. Henüz James Webb Uzay Teleskobu da bize net olarak bir gezegende yaşam var ya da yok diyecek durumda değil. Elbette böyle kalmayacak ve ilerleyen teknolojimiz evrenin derinliklerini keşfetmemizde daha da yardımcı olacak. Madhusudhan, "Başka bir yerde yaşamın varlığının keşfine tanık olabileceğimiz bir nesilde yaşıyoruz." diyor ve ekliyor; "Böyle bir keşfin hayalini binlerce yıldır kuruyoruz ve artık bunun gerçekleşmesine göz açıp kapamak kadar yakınız. Bence bu muhteşem bir şey!"

Madhusudhan aynı zamanda Hiyanus gezegenleri inceliyor: Neredeyse tamamen su okyanusu ve çoğunlukla hidrojenden oluşan bir atmosfere sahip dünyalar. Bu varsayımsal dünyalar yaşanabilir bölgeyi yeniden tanımlayabilir. Hiyanus gezegenler, araştırmacılara yaşanabilir bölge dışında yaşam işaretleri arayabilecek alternatifler sunabilir.

Diğer taraftan, yelpaze giderek genişliyor çünkü geçen sene astronomlar Samanyolu dışındaki ilk gezegene ilişkin işaretler tespit ettiler. Bu keşfi yapan ekip, 28 milyon ışık yılı uzaklıkta, Messier 51 galaksisinde bulunan Satürn boyutlarında bir gezegen tespit etmiş olabilirler. Bu galaksi dışı gezegen büyük kütleli bir nötron yıldızı ve karadeliğin etrafında yörüngede dolanıyor gibi görünüyor.

Montreal Üniversitesi’nden Doktora sonrası akademisyenlerden olan Romain Allart, "Şu an halen işin çok başındayız, çünkü her yıldızın etrafında en az bir gezegen olduğunu düşünüyoruz ve galaksimizde yüz milyarlarca yıldız, evrende ise milyarlarca galaksi var. Ötegezegenler o kadar çeşitli ve sayıca çok ki bilim-kurgu yazarları dahi bu kadarını hayal edemezdi. Giderek daha da ilginç ötegezegenler keşfetmek çok heyecan verici."

Allart, keşfedilen tüm bu dünyaların yanı sıra bizim kendi gezegenimizdeki zenginlikleri korumanın önemine de vurgu yapıyor: "Güneş Sistemi ve özellikle Dünya, evrende çok sıradan olsa da bizim için çok özel. Dolayısıyla, bu kadar çeşitliliğe rağmen elimizde bir 'B' gezegeninin olmadığını bilmek de önemli."

Evet, sonuç olarak insanoğlu aradığını bulacak gibi görünüyor. Bizim gibi veya bizden zeki canlılar bulur muyuz bilemiyorum ama Dünya’mıza benzer gezegenlerin olmama ihtimali o kadar düşük ki bilimin bunu kabullenmesi imkânsız görünüyor.

Levent Aslan