James Webb Teleskobuyla Yapılan Metan Keşfi, Uzak Gezegenlerin Hikayesini Değiştirebilir!
NASA Uzak Bir Dış Gezegende Metan Keşfedildiğini Açıkladı
Başka dünyalarda biyo-imza arayışında heyecan yaratan bir kimyasal varsa o da metandır. Hem biyotik hem de abiyotik kaynakları olduğu için kesin bir sonuç değildir.
Ancak bir ötegezegenin atmosferinde bulunması, o gezegenin daha yakından bakılmayı hak ettiği anlamına gelir.
Metanın bilimsel ilgiyi çekmesinin başlıca nedeni, bir gezegenin atmosferinde kısa süre kalabilmesidir. Metan yıldız ışığına çok uzun süre dayanamaz, en azından karasal atmosferlerde. Fotodisosiyasyona yenik düşer ve bir atmosferdeki varlığını sürdürmek için sürekli olarak yenilenmesi gerekir.
Kayalık bir gezegende çok fazla metan varsa, kaynağın çok büyük olması gerekir, bu da biyotik bir kaynağı olası kılar. Dünya’da biyolojik faaliyetler muazzam miktarda metan yaratır.
Metabolik olarak metan yapmak zor değildir
Metan Güneş Sistemimizde yaygındır, ancak bol miktarda bulunması şart değildir. Bilim insanlarının söyleyebildiği kadarıyla, hepsi abiyotik. Serpentinizasyon gibi süreçler bunu açıklayabilir.
Serpantinleşme su, karbondioksit ve olivin mineralini içeren doğal, abiyotik bir süreçtir. Olivin Dünya’da yaygındır ve gezegenimizin üst mantosunun ana bileşenidir. Ay’da, Mars’ta ve bazı asteroitlerde de bulduk.
Kısa bir süre önce James Webb Uzay Teleskobu, Jüpiter’in yaklaşık yarısı kadar büyüklüğe sahip bir gaz devi olan WASP-80b’nin atmosferinde metan tespit etti. WASP-80b, yaklaşık 1,5 milyar yaşında K-tipi bir ana dizi yıldızının yörüngesinde dönmektedir. WASP 80 yaklaşık 162 ışık yılı uzaklıkta ve WASP-80b yıldızın etrafında şimdiye kadar tespit edilen tek gezegen.
WASP-80b bir gaz devi olduğu için, bazı uç bilimkurgu senaryoları dışında yaşam olasılığı ortadan kalkmaktadır. Ancak metanın en iyi bilinen abiyotik kaynağı olan olivinin serpantinleşmesi de WASP-80b kayalık bir gezegen olmadığı için ihtimal dışıdır. Ama onu bulmak yine de ilginç.
Bunun nedeni kısmen, artık dış gezegeni kendi Güneş Sistemimizdeki Uranüs ve Neptün’ün metan içeren atmosferleriyle karşılaştırabilmemizdir. Bu sadece gelecekteki metan tespitlerini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
Nature dergisinde yayınlanan yeni bir makale bu tespiti ortaya koyuyor. Makalenin başlığı “Sıcak dış gezegen WASP-80b’nin atmosferi boyunca metan.” Makalenin başyazarı Bay Area Çevre Araştırma Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Taylor Bell.
WASP-80b sıcak bir Jüpiter. Sıcaklığı yaklaşık 550 Celsius (1,025 F; 825 K.) Yani HD 209458 b (keşfedilen ilk geçişli dış gezegen) gibi sıcak Jüpiterler ile Güneş Sistemimizin en büyük gezegeni gibi soğuk Jüpiterler arasında yer alıyor. Bizim Jüpiter’imiz yaklaşık 112 Celsius’tur (235 F; 125 K.)
Sıcaklık önemli bir noktadır. Dış gezegen atmosferlerinde metan tespitleri çok azdır, bu nedenle oyunun bu aşamasında, her tespit atmosferik teorinin geliştirilmesinde ve takip araştırmalarına rehberlik etmede önemli bir rol oynamaktadır.
Araştırmanın yazarları, WASP-80b’nin sıcaklığının onu “denge kimyası modellerinin gezegenin iletim ve emisyon spektrumlarında tespit edilebilir CH4 ve CO/CO2 özellikleri olması gerektiğini öngördüğü ilginç bir geçiş rejimine” soktuğunu belirtiyor.
WASP-80b kırmızı cüce yıldızına çok yakın ve yörüngede dönmesi sadece üç gün sürüyor. Gezegen çok uzakta ve yıldızına çok yakın olduğu için güçlü JWST bile onu göremiyor. Bunun yerine gökbilimciler JWST’yi yıldızdan ve gezegenden gelen birleşik ışığı geçişlerde ve tutulmalarda incelemek için kullandılar.
JWST gibi olmasa da kızılötesinde gözlem yapabilen Hubble ve Spitzer gibi teleskoplar tarafından dış gezegen atmosferlerinde çok fazla metan tespit edilmemiştir. Tespitlerin eksikliği, bilim insanlarının atmosferlerde metanın nasıl tükenebileceğine dair teorik açıklamalar geliştirmelerine yol açtı. Yüksek metaliklik, yüksek iç ısı akısı ve diğer nedenler metan tükenme mekanizmaları olarak araştırıldı.
JWST artık metan tespit ettiğine göre, bu önemli bir soruyu gündeme getiriyor.
Yazarlar, “Ancak, düşük çözünürlüklü JWST spektroskopisi ile WASP-80b atmosferi boyunca metanın bu kesin tespiti, geçmişte tespit edilmeyenlerin HST ve Spitzer ile elde edilebilen seyrek dalga boyu kapsamı ve hassasiyetinden ne ölçüde etkilendiği sorusunu gündeme getiriyor” diye yazıyor.
Dolayısıyla, gökbilimciler daha fazla dış gezegen atmosferinde metan tespit etmeye devam ederse, metan hakkındaki düşüncelerimizi bir biyo-imza olarak değiştirmemiz gerekebilir.
Yazarlar bir NASA blog yazısında “Dış gezegenlerde metan ve diğer gazları buldukça, kimya ve fiziğin Dünya’da sahip olduğumuzdan farklı koşullar altında nasıl çalıştığına dair bilgilerimizi genişletmeye devam edeceğiz ve belki de yakında, bize burada evimizde sahip olduğumuzu hatırlatan diğer gezegenlerde” diye yazdı.
Araştırmacılar, atmosferlerinde metan bulunan ötegezegenleri bulmanın kendi Güneş Sistemimizi anlamamıza da yardımcı olduğunu belirtiyorlar.
Yazarlar, “NASA, atmosferlerindeki metan ve diğer moleküllerin miktarını ölçmek için güneş sistemimizdeki gaz devlerine uzay aracı gönderme geçmişine sahiptir” diye yazıyor.
“Şimdi, bir dış gezegende aynı gazın ölçümünü yaparak, “elmadan elmaya” bir karşılaştırma yapmaya başlayabilir ve güneş sisteminden beklentilerimizin onun dışında gördüklerimizle uyuşup uyuşmadığını görebiliriz.”
Araştırmacılar ayrıca suyla birlikte metan ölçmenin bir gezegenin nasıl ve nerede oluştuğunu tanımlamaya yardımcı olduğunu söylüyor.
“Örneğin, gezegendeki metan ve su miktarını ölçerek, karbon atomlarının oksijen atomlarına oranını çıkarabiliriz” diye yazıyorlar.
“Bu oranın gezegenlerin kendi sistemlerinde nerede ve ne zaman oluştuğuna bağlı olarak değişmesi bekleniyor.” Gökbilimciler bu verileri, bir gezegenin yıldızına yakın mı yoksa daha uzakta mı oluştuğunu ve daha sonra içeri doğru göç edip etmediğini belirlemek için kullanabilirler.
JWST’nin WASP-80b ile işi henüz bitmiş değil. Bu veriler uzay teleskobunun NIRCam aracından alınmıştır. Gelecekteki MIRI ve NIRCam gözlemleri gezegeni farklı dalga boylarında inceleyecek ve bu da karbon monoksit ve karbon dioksit gibi diğer karbon moleküllerini tespit edecektir.
Araştırmacılar, “Bulgularımız, karbon monoksit ve karbon dioksit gibi karbon açısından zengin diğer molekülleri de gözlemleyebileceğimizi düşünmemize yol açarak, bu gezegenin atmosferindeki koşulların daha kapsamlı bir resmini çizmemizi sağlıyor” diyor.
Metan, biyolojiyle olan bağlantısı nedeniyle herkesin dikkatini çekerken, bu araştırma bize metanın başka bir yönünü gösteriyor. Bazı gezegenlerin nasıl ve nerede oluştuğunu ve göç edip etmediklerini anlamamıza yardımcı olabilir.
Dış gezegenlerdeki metan tespitleri, dış gezegen atmosferleri hakkında daha iyi bir genel anlayış oluşturmamıza yardımcı olacaktır. Hatta hakkında hala pek çok sorumuz olan kendi Güneş Sistemimizi anlamamıza bile yardımcı olabilirler.
JWST, metan ve atmosferler hakkındaki bilgilerimizi geliştirmede kilit bir rol oynamaya hazırlanıyor.
Yazarlar, “Açık olan bir şey var: James Webb Uzay Teleskobu ile keşif yolculuğu potansiyel sürprizlerle dolup taşıyor” diyor.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: James Webb Teleskobuyla Yapılan Metan Keşfi, Uzak Gezegenlerin Hikayesini Değiştirebilir!
Gezegen Avında Yeni Bir Dönem: NASA’nın Yaşanabilir Dünya Gözlemevi, Evrende Yeni Kapılar Açıyor
James Webb Teleskobuyla Yapılan Metan Keşfi, Uzak Gezegenlerin Hikayesini Değiştirebilir!