Uzak Dünyalarda Gizli Okyanuslar Nasıl Bulunur?

İlhan Vardar tarafından tarihinde yayınlandı

234 views
Dünya’nın güneş sisteminde bu boyut aralığında gezegen yok, ancak bilim insanları birçok alt Neptün’ün kalın atmosferlere sahip olduğunu, potansiyel olarak kayalık yüzeyleri veya sıvı okyanusları gizlediğini düşünüyor.

Yeni bir çalışma, bir ötegezegenin atmosferindeki kimyasalların, bazı durumlarda, yüzeyindeki sıcaklığın sıvı su için çok sıcak olup olmadığını nasıl ortaya çıkarabileceğini gösteriyor.

Güneş sistemimizde gezegenler küçük ve kayalıktır (Dünya gibi) ya da büyük ve gazlıdır (Neptün gibi). Ancak diğer yıldızların çevresinde, gökbilimciler, Dünya’dan biraz daha büyük ama Neptün’den daha küçük dünyalar arasında yer alan gezegenler buldular . Bu gezegenler de kayalık yüzeyleri veya sıvı su okyanusları olabilir, ancak çoğunun tepesinde Dünya’nınkinden kat kat daha kalın ve opak atmosferler olması muhtemeldir.

Yeni bir çalışma, bir ötegezegenin atmosferindeki kimyasalların, bazı durumlarda, yüzeyindeki sıcaklığın sıvı su için çok sıcak olup olmadığını nasıl ortaya çıkarabileceğini gösteriyor.( Termokimya, “ısı kimyası” ya da “ısıl kimya” anlamlarına gelir ve kimyasal tepkimelerdeki ısı değişimlerini inceler – İ.V) Sıvı su, bildiğimiz şekliyle yaşam için gerekli bir bileşen olduğundan, bu teknik, bilim insanlarının potansiyel olarak yaşanabilir dış gezegenler veya güneş sistemimizin ötesindeki gezegenler için araştırmalarını daraltmasına yardımcı olabilir . Galaksimizde 4.500’den fazla ötegezegen doğrulandı ve 7.700’den fazla aday henüz doğrulanmadı, ancak bilim insanları galaksimizde yüz milyarlarca ötegezegen olduğunu tahmin ediyor.

Spektrometrelerle donatılmış bazı NASA uzay teleskopları , bir ötegezegenin atmosferinin kimyasal yapısını ortaya çıkarabilir . Dünya’nın kimyasal bir profili, gezegenin yüzeyindeki örneğin ineklerin veya insanların resimlerini gösteremez, ancak memeliler tarafından üretilen karbondioksit ve metan ile ağaçların ürettiği oksijeni gösterir. Bu kimyasalların hiçbiri tek başına yaşam belirtisi olamaz, ancak kombinasyon halinde gezegenimizde yaşanmış olma olasılığına işaret eder.

Yeni bulgular

Yeni bulgular, hangi kimyasalların, Dünya’nın çapının 1,7 ila 3,5 katı arasındaki ötegezegenlerdeki gizli okyanuslara işaret edebileceğini gösteriyor. Neptün, Dünya’nın çapının yaklaşık dört katı olduğu için, bu gezegenlere bazen “Alt Neptünler” denir.

Bilim insanları, galaksimizde var olan inanılmaz çeşitlilikteki ötegezegenleri anlamaya yardımcı olmak için bazen ötegezegenler (güneş sistemimizin dışındaki gezegenler) ile güneşimizdeki gezegenler arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları belirtmek için “sıcak Jüpiter” ve “Neptün altı” gibi terimler kullanırlar.

Neptün altı bir gezegende kalın bir atmosfer, ısıyı yüzeyde hapseder ve sıcaklığı yükseltir. Atmosfer belirli bir eşiğe ulaşırsa – tipik olarak yaklaşık 770 santigrat derece – kimyasal profilini değiştiren termokimyasal denge adı verilen bir süreçten geçecektir. Termokimyasal denge oluştuktan sonra – ve gezegenin atmosferinin çoğunlukla gaz halindeki ötegezegenler için tipik olan hidrojenden oluştuğu varsayılırsa – karbon ve nitrojen ağırlıklı olarak metan ve amonyak şeklinde olacaktır.

Bu kimyasallar, termokimyasal dengenin oluşmadığı daha soğuk ve daha ince bir atmosferde büyük ölçüde eksik olacaktır. Bu durumda, karbon ve nitrojenin baskın formları, karbon dioksit ve iki nitrojen atomunun molekülleri olacaktır.

Çalışmaya göre, atmosferin altındaki sıvı su okyanusu, okyanusta çözülecek olan neredeyse tüm başıboş amonyağın yokluğu da dahil olmak üzere ek işaretler bırakacaktır. Amonyak gazı, okyanusun pH’ına (asitlik düzeyine) bağlı olarak suda yüksek oranda çözünür. Çok çeşitli makul okyanus pH seviyelerinde araştırmacılar, altında büyük bir okyanus olduğunda atmosferin neredeyse amonyak içermemesi gerektiğini buldular.

Ayrıca atmosferde karbon monoksitten daha fazla karbondioksit olacaktır; tersine, termokimyasal dengeden sonra, eğer saptanabilir miktarlarda varsa, karbon monoksit karbondioksitten daha fazla olmalıdır.

NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’nda araştırmayı yöneten Renyu Hu, “Termokimyasal dengenin izlerini görürsek, gezegenin yaşanamayacak kadar sıcak olduğu sonucuna varırız” diyor ve ekliyor. “Tersi, termokimyasal dengenin imzasını görmezsek ve sıvı-su okyanusunda çözünmüş gazın imzalarını da görürsek, bunları yaşanabilirliğin güçlü bir göstergesi olarak kabul ederiz.”

James Webb Uzay Teleskobu 

NASA’nın 25 Aralık 2021’de  fırlatılan olan James Webb Uzay Teleskobu , ötegezegen atmosferlerini inceleyebilen bir spektrometre taşıyacak. Hu gibi bilim adamları, Webb’in bu atmosferlerde ne tür kimyasal profiller göreceğini ve bu uzak dünyalar hakkında neler ortaya çıkarabileceklerini tahmin etmek için çalışıyorlar. Gözlemevi, araştırmada tanımlandığı gibi, Neptün-altı atmosferlerindeki termokimyasal denge işaretlerini – başka bir deyişle, gizli bir okyanusun işaretlerini – belirleme yeteneğine sahiptir.

Webb yeni gezegenler keşfettikçe veya bilinen gezegenler hakkında daha derinlemesine araştırmalar yaparken, bu bilgi, özellikle bilim insanları yaşam barındırabilecek gezegenleri hedeflemek istiyorlarsa, bilim insanlarının hangilerinin ek gözlemlere layık olduğuna karar vermelerine yardımcı olabilir.

Hu, “Alt Neptünlerin ortak fiziksel özelliklerinin neler olduğunu bize söyleyecek doğrudan gözlemsel kanıtımız yok” diyor. “Birçoğu devasa hidrojen atmosferlerine sahip olabilir. Bu araştırmalar yakın gelecekte bunu öğrenmek için daha birçok gözlemi motive edecektir.”

İlhan Vardar

Kaynak: NASA/JPL-Caltech


0 yorum

Bir cevap yazın

Avatar placeholder

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

RSS
Follow by Email
Instagram