Tuhaf, ıslak bir evren var

Görsel: Pexels

Güneş Sistemimizde sıvı su bulduk fakat astronomlar belki de çok daha farklı, yüklü plazmadan yapış yapış katran denizlerine kadar okyanuslar olabileceğini söylüyorlar.

Bu listedeki okyanusların bir kısmı hâlâ varsayımsal fakat deliller fiziksel olarak var olabileceklerini gösteriyor, yani sonsuz evrenimizde bir yerlerde buzlu sahillerini sıvı amonyağın yıkadığı okyanuslar olabilir. Çantanızı hazırlayın ve evrendeki en garip yabancı sulara yelken açmaya hazırlanın.

GJ1214 yıldızı ve çevresindeki gezegenin sanatçı tasviri. Görsel: ESO L. Calçada

Su, Her Yerde Su

47 ışık yılı uzaklıkta, Yılancı Takımyıldızı’nda bulunan Gliese 1214b üzerinde bulunan okyanus teknik olarak sudan oluşuyor fakat evrende yüzmeyi isteyebileceğiniz son yer. 2010 yılındaki bir makaleye göre muhtemelen gezegen üzerinde hiçbir yerde sıvı su bulunmuyor. Yüksek sıcaklık ve basınç altında su burada garip şekiller alıyor.

Atmosferin üst tabakaları yeterince normal görünüyor: Gliese 1214b’nin kırmızı cüce yıldızına olan yakınlığından dolayı 280 santigrat dereceye ısıtılan tanıdık su buharı bulutları var. Gezegenin sudan yüzeyine daldıkça sıcaklık ve basınç öyle bir noktaya geliyor ki, su garip davranmaya başlıyor.

Maddeyi yüksek basınç altında ısıtırsanız süper kritik nokta neden yere gelir, bu noktada katı ve gaz halleri arasındaki sınır kalkıyor ve madde bu süper kritik halde iken hem sıvı hem de gaz formunda bulunabiliyor ve ne gaz ne de sıvı oluyor. Süper kritik su Yeryüzü’nde laboratuvar koşullarında üretilip endüstride kullanılabiliyor. Fakat Gliese 1214b bizim Yer yüzeyinde hissettiğimiz basıncın 218 kat fazlasına sahip olduğundan, belki de tüm yüzeyi bu sudan oluşan okyanuslarla kaplı.

Daha derine inmeye cesaret ettiğinizde Gliese 1214b’de suyun plazma denen iyonize gaz haline rastlıyorsunuz. Plazma gazın elektronlarını kopartacak kadar enerjik olduğu duruma deniyor. Bu maddenin pozitif yüklenmesine sebep oluyor. Sonuçta ne gaz ne de sıvı olan ama her ikisi gibi de davranabilen oldukça sıcak, iyonize bir madde ortaya çıkıyor. Ayrıca bu madde süper kritik sudan daha yoğun ve fazlaca elektrik yüklü.

Yıldızımız Güneş ve diğer yıldızların çoğu da plazmadan oluşmakta ancak Güneş’in çok sıcak plazması 5500 santigrat derecenin üzerinde. Gliese 1214b’nin derin okyanuslarındaki plazma su ise görece daha soğuk, karşılaştırmak gerekirse 3700 santigrat derece. Bir gezegen hem bu kadar sulu hem de bu kadar garip nasıl olabilir. Gliese 1214 sistemi oluşurken muhtemelen yıldızıl diskin dış kısımları buz kristallerince zengindi, tıpkı kendi Güneş Sistemimiz gibi. Gliese 1214b astronomların “kar hattı” dediği sınırın ötesinde dış kısımlarda oluşmuş olabilir ve iç kısımlara yol boyunca çok fazla helyum ve hidrojen eklenip büyümeden bir şekilde göç etmiş olabilir. Sonuç, Yer’den büyük fakat Neptün ve Uranüs’ten küçük, Yer’in altı katı kütleye sahip bir dünya. Astronomlar bu gezegen tipi için “Jüpiter’in buzlu uydularının daha sıcak ve büyük versiyonları denebilir” demekteler.

Satürn’ün uydusu Titan’ın Cassini geçişi sırasında çekilmiş fotoğrafı. Görsel: NASA/JPL/Space Science Institute – NASA planetary photojournal

Metan Yaşanabilir Bölge Var mı?

Titan’ın yüzeyindeki sıvı metandan göller ve denizler oldukça iyi bilinmekte. Satürn’ün en büyük uydusunda hava o kadar soğuktur ki Yeryüzü’nde buz olarak bildiğimiz donmuş su orada daha çok kaya gibi davranır. Yeryüzü’nde genellikle sadece gaz halinde bulunan sıvı metan suyun görevini devralır ve metan ırmaklarını ve denizlerini oluşturacak şekilde yuvarlak yağmur damlaları halinde yağar.

Gezegen bilimcileri 2005 yılında Huygens sondası yüzeye konduğunda Titan’ın garip ve değişken yapısı karşısında şaşkına dönmüşlerdi, ancak Titan belki çok da sıra dışı olmayabilir. Hatta belki de Titan benzeri dünyalar istisnadan ziyade olması gerekendir. Arizona Üniversitesi’nden gezegen bilimci Jonathan Lunine, Yer benzeri su dünyalarından daha çok sıvı metan dünyaları olabileceğini öne sürüyor.

Metan, içinde uzaylı hücrelerin hayatı devam ettirebildiği sudan başka bir kimyasal arayan astrobiyologların uzun süredir gözdesi ve astrobiyologlar Ashley Gilliam ve Christopher McKay’in “sıvı metan yaşanabilir bölge” olabileceğine dair bir öngörüleri bile var. Burada, Yer’de metan normalde gaz halindedir çünkü sıvı halde olabilmesi için -180⁰C gibi oldukça düşük sıcaklıklara ihtiyaç duyar. Bu durumda Gliese 581 gibi kırmızı cüce yıldızların yörüngelerinde 98.9 milyon ile 247.9 milyon km aralığındaki gezegenlerin yüzeyinde sıvı metan bulabilirsiniz. Gliese 581 bilinen dört ötegezegene sahip ve astronomlar iki tane daha ötegezegenin olup olmadığı üzerine tartışmaktalar. En çok tartışılan adaylardan biri, yıldızından 115 milyon km mesafede, yani metan yaşanabilir bölge sınırlarında.

WASP-12b’nin sanatçı tasviri. Görsel: ASA/ESA/G. Bacon

Elmas Gezegenlerindeki Katran Denizleri

Ayrıca, 1200 ışık yılı uzaklıkta katran okyanuslara sahip olması muhtemel bir ötegezegen de var. Sıcak Jüpiter WASP-12b oksijenden çok karbona sahip olan bildiğimiz tek ötegezegen. Yer benzeri gezegenlerde genellikle oksijen karbonun iki katı civarındadır. Kayalık gezegen dediğimizde sadece “kayadan, sert malzemeden” olduğunu söylemiyoruz. Söylediğimiz, özellikle, Yer’de en bol iki element olan oksijen ve silisyum mineralinden meydana gelen silisten (silika) oluşan malzeme içermesi.

Diğer taraftan, atmosferi incelendiğinde WASP-12b’nin içerik listesinde oksijenden çok karbon var. WASP-12b gibi karbonca zengin bir dünya tamamen farklı bir jeolojiye sahip olabilir, örneğin granit ve gnays gibi şeyler yerine çoğunlukla elmas ve grafitten oluşmaktadır. WASP-12b bir sıcak Jüpiter olduğundan herhangi bir şekilde jeolojisini inceleyebileceğimiz bir yer yok. Eğer göründüğü gibi karbonca zenginse, büyük ihtimalle WASP-12b’nin oluştuğu güneş sisteminin de karbonca zengin olması gerekir. Yani WASP-12b sistemi karbonca zengin ötegezegen ve uydulara sahiptir.

MIT bildirisinde, “Bunun anlamı, eğer karbonca zengin daha küçük ötegezegenler bulunursa yüzeylerinin katran benzeri bir malzeme ile kaplı olması muhtemel” diyor. Bunlar alışık olduğumuzdan çok farklı görünen atmosferleri, yüzey şekilleri ve hatta okyanusları olan gezegenler.

Bununla birlikte, evimize daha yakın, daha küçük ölçekte de benzeri var: Trinidad’da, iki fay tabakasının derinlerde kesişerek petrolü yüzeye çıkmaya zorlamasıyla oluşmuş, 75 metre derinliğinde doğal asfalttan Zift Gölü (Pitch Lake). Hafif bileşenler buharlaşarak geride daha ağır zifti bırakıyor. Aynı süreçler California, Venezuela ve diğer başka yerlerde de benzer ziftten göller oluşturmuştur. Her biri, metanda yaşayan arkelere, yaşamak için kükürtü ve nitratı oksitleyen bakterilere ve karbonun asfalta özel bir formunda ziyafet çeken fungus gibi mikroplar için büyük bir ekosisteme ev sahipliği yapıyor. Bu Yeryüzü’ne ait zift gölleri diğer dünyalardaki hidrokarbon denizleri içinde yüzen hayat formlarının nasıl olabileceğine ışık tutabilir.

Görsel: NASA

Eve Yakın Süper Kritik Okyanuslar

Süper kritik sıvılar ayrıca eski Venüs üzerinde ırmaklar, göller ve okyanuslar olarak görülebilir. Bugün Venüs kuru, sıcak, sıkışık bir cehennem fakat bu çok farklı dünyanın hikayesinde üzerine kazınmış olan özellikler bir zamanlar kanyonlar, göl yatakları ve geniş deniz tabanlarının varlığına işaret ediyor. Bilim insanları hâlâ Venüs’ün yüzeyine neyin şekil verdiği konusunda tartışmaya devam etmekteler, su ve lav iki yaygın teori. Fakat Venüs’ün eski çağ yüzeyinde akan sıvı, su olmayabilir; bunun yerine süper kritik karbondioksit olabilir.

Bugün Venüs atmosferinin %96’sını karbondioksit oluşturmaktadır. Yani süper kritik karbondioksit okyanusu oluşturmak isterseniz yeterli malzeme var. Sadece daha yüksek basınç ve sıcaklığa ihtiyacınız var ve bir de erken Venüs’ün verdikleri. Güneş Sistemi’nin çok erken zamanlarında Venüs’ün atmosfer basıncı bugün olduğundan çok daha fazla idi, ki bu oldukça hayret verici çünkü bugün basınç ezici bir şekilde 91.8 atmosfer. Sıcaklık bugünkü ortalama 462⁰C ile karşılaştırıldığında 727⁰C’nin üzerindeydi. Bu değerler karbondioksit için süper kritik noktanın çok ötesinde değerler, hatta karbondioksitin süper kritik bir sıvı olarak bile garip şekilde davranmasına yetecek kadar.

Sonuçta, 2014’teki bir makaleye göre, değişen basınç ve sıcaklıkla bazen gaz gibi davranan bazen de düzensiz süper kritik sıvı gibi davranan kabarcıklı akarsular ve okyanuslar var olmuş olabilir. Sıcaklık ve basınç karbondioksitin kritik noktasının çok üzerine çıktığında sıvı artık pürüzsüz ve düzenli olmuyor. Çünkü anlaşılan o ki süper kritik sıvılar sıcaklık ve basınçtaki dalgalanmalarla davranışlarını hızlı bir şekilde değiştirebiliyorlar, yani farklı yoğunluklu baloncukların ortaya çıkması kolay.

Yani fizikçi Dima Bolmatov ve meslektaşlarına göre Venüs’ün yüzey şekilleri “sıvı benzeri süper kritik karbondioksitin yüzeye yakın etkinliğinin parmak izleridir.”

Görsel: ESA/Huble

Eriyik Kayadan Denizler

Bazı dünyalarda ise yer gerçekten, üzeri yanan eriyik kayalarla kaplı lavdan oluşuyor.

Örneğin 55 Cancri e’yi ele alalım, 41 ışık yılı uzaktaki bir anakol yıldızı etrafında dönen süper dünya. Yıldızı ile dönme dolanma kilitlenmesinde. Yani gezegenin bir yüzü ortalama 2480⁰C sıcaklığında, sürekli olarak yıldızdan gelen radyasyon ile kavrulmakta. Bu sıcaklıkta 55 Cancri e’nin gündüz tarafı, tüm yarım küre lav okyanusları ile kaplıdır, tamamen eriyik haldedir. Gezegenin bir zamanlar WASP-12b gibi karbonca zengin olduğu düşünülmekte fakat 55 Cancri e’nin yanan okyanusları sıvı elmastan değil, sadece yaşlı silikat lavasından oluşmakta olabilir. Böyle bile olsa “yer lav” oynamak için güzel bir mekan ya da eski Jedi çırağınız ile yapacağınız ölümüne bir kavga için güzel bir dekor.

Şu ana kadar bilim insanları iyi bir açıklama bulabilmiş değiller. Bu arada, gece tarafı 1100⁰C ile kavrulmaya devam ediyor, ayağınızı basabileceğiniz sert bir zemin olacak kadar serin ve belki bir miktar da atmosfer olabilir. Spitzer’in termal haritasına göre o sıcaklığın büyük bir kısmı gezegenin iç hareketleri ile içten gelmekte ki bu durum kilitli yörüngeye sahip ve tektonik hareketlerinin durmuş olması beklenen bir gezegen için sıra dışı. Bilim insanları bu durum için güzel bir açıklama bulamadı fakat bu 55 Cancri sistemindeki diğer ötegezegenler için bir ipucu olabilir.

55 Cancri e evrendeki tek lav dünya değil, ya da Jedi ölüm maçını yapabileceğiniz başka seçenekleriniz de var. 480 ışık yılı uzaklıktaki Tekboynuz Takımyıldızı içerisindeki CoRoT-7b isimli süper dünya sarı cüce yıldızına 1.5 milyon kilometrelik yakın bir mesafede kilitli yörünge ile bağlı. CoRoT-7b’nin komşuları kilitli yörüngede olmasına rağmen onun aktif olmasına yardımcı olmakta. Sistemdeki diğer iki ötegezegenin çekim kuvvetleri CoRoT-7b’nin iç yapısını sıcak ve hareket halinde tutuyor, böylece gezegenin 2200⁰C’lik gündüz tarafı 55 Cancri e gibi sıvı kayalardan okyanuslarla kaplı. Gece tarafı çok daha soğuk ama yine de sürekli olarak volkanik patlamalarla yüzleşmekte.

Sörf Zamanı!

Yer’deki bazı en büyük maceralar açık denizlerde, genellikle haritadaki boş bölgelerde, “Burada Ejderhalar Var” diye işaretli yerlerde geçmektedir. Bununla birlikte, galaksi haritası, keşfetmek için çok daha vahşi okyanuslar sunuyor ve bir gün cesur maceraperestler belki de lavdan, ziftten, plazmadan, metandan veya garip süper kritik sıvılardan okyanuslarına yelken açacaklar.

Bu garip okyanuslardan bazıları belki bugün sadece konuşmakla yetinebildiğimiz şekillerde farklı yaşam türlerine ev sahipliği yapıyor olabilir. Belki de karbon zengini Wasp-12’nin katran denizlerinin kıyılarında yaşayan mikroplar var ya da belki de bazı gelecek görevler Titan’daki metan okyanuslarında yaşayan canavarlarla karşılaşacaklar. Kesin olan bir şey var, evren ıslak, vahşi ve keşfedilecek yedi denizden çok çok daha fazlası var.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.