Sinirbilim ile ilgili her şey burada→

Bir Kara Delik Etrafında Yaşam Olabilir Mi?

Son dönemlerdeki Dünya dışı yaşam araştırmaları yıldızların etrafında yaşamın oluşması için en verimli koşullara sahip olan ve Goldilocks bölgesi denilen alanlardaki gezegenleri araştırmaya odaklı. En son yapılan araştırmalar Goldilocks bölgelerinin süper kütleli kara deliklerin çevrelerinde de var olabileceğini gösteriyor.

Dünya’nın başı dertte! Mahsuller ölüyor ve ölümcül toz fırtınaları gezegeni yaşamak için zor bir hale getiriyor. Bunun sonucu olarak insan ırkı yeni bir ev arayışı içerisinde. Umutsuzca devam eden yeni dünya arayışı için Joseph Cooper önderliğinde bir grup astronot, Satürn yakınlarında bulunan bir solucan deliğine girip, Gargantua adı verilen bir süper kütleli kara delik etrafında dolanan okyanus gezegeni olan Miller’ın gezegenine gidiyorlar. Hollywood’un 2014 yapımı bilimkurgu efsanesi “Yıldızlararası” filminin kurgusu bu şekilde. Eğer son dönemde yapılan araştırmalar göz önüne alınırsa, bu fikir aslında o kadar uzak bir olasılık olmayabilir. Son çeyrek yüzyılda ötegezegenlerin keşifleri ile ilgili inanılmaz bir gelişme kaydedildi. Şimdilerde Güneş Sistemimizin dışında başka yıldızların etrafında dolanan 4 binin üzerinde ötegezegen olduğunu biliyoruz. Geleneksel bakış açısı, Dünya 2.0’ı bizim gezegenimize benzer, Güneş benzeri bir yıldıza güvenli ve yeteri kadar sıcak bir mesafede aramamızı söylüyor. Ancak böyle bir koşulda yaşamımız için en önemli şeyi bulabiliriz: Su. Yaşam kaynağı olarak gördüğümüz yıldızlara kıyasla, kara delikler ölümün ve yıkımın habercisi gibi görülmekte çoğu zaman. Kara delikler dev yıldızların yaşam döngülerinin sonunda oluşmaktadır ve kütle çekimleri o kadar güçlüdür ki dev bir kozmik tuzak gibidirler. Içine düşecek olursanız, geri dönme şansınız olmadan atomlarınıza ayrılırsınız. Bu koşullar yaşamın oluşumu için hiç ideal görünmüyor ancak kaçırdığımız bir nokta olabilir mi?

UZAY TOZU

Japon Ulusal Astronomi Gözlemevi’nden Keiichi Wada, bir şeyleri atladığımızı düşünüyor. Wada, kara deliklerin fiziği üzerine çalışıyor ve gezegen oluşumu üzerine çalışan meslektaşları ile bu fikrin mümkün olup olmadığı üzerine çalışmalar yapıyor. “Kara delikler ve gezegen oluşumu çok farklı alanlar ve çoğunlukla iki alan arasında bir bağlantı yok” diyor Wada. Wada ve ekibi bu durumu, tüm bildiklerini süper kütleli kara delikler etrafında gezegen oluşumunu anlamak üzere birleştirerek değiştirdi. Gezegenler yıldızların etrafında kütleçekiminin toz parçacıklarını bir araya çekip küçük kayalar oluşturması ve bu kayaların çarpışarak daha büyük cisimler meydana getirmesi ile oluşuyor. Wada ve ekibi bunun karadeliklerin etrafında olup olamayacağını anlamaya çalışıyor. Geçtiğimiz Kasım ayında yayınladıkları model, kara deliğe 10 ışıkyılı gibi bir uzaklıkta kütleçekimsel koşulların bir gezegen oluşumuna izin verecek seviyede olduğunu gösterdi. Wada, “Bu bir süper kütleli kara deliğin etrafında gezegen benzeri bir cismin oluşma ihtimalini ortaya koyan ilk çalışma.” diyor. “Bir süper kara deliğin etrafında inanılmaz miktarlarda toz olduğu için, 10 binden fazla gezegen oluşumu gerçekleşmesini bekliyoruz.” Bu çok fazla keşfedilmemiş dünya demek. Tabii ki kara delikler etrafında gezegenler olabilmesi, onların yaşama elverişli olacağı anlamına gelmiyor. Dünya üzerinde canlılar büyük çoğunlukla Güneş’in ısısına ve ışığına bağlı bir hayat sürüyor. Bir yıldızın ışığı olmadan kara delik civarında bir yaşam, alternatif enerji kaynaklarına ihtiyaç duyacaktır. Neyse ki, böyle bir enerji kaynağı bulması güç bir şey olmayabilir. NASA’dan Dr. Jeremy Schnittman’ın geçtiğimiz güz yayınladığı bir çalışmaya göre, kara delikler etrafında bulunan toplanma diski bir yıldızın yerini tutabilir. Toplanma diski, kara delik etrafında birikmiş ve adeta kara delik tarafından yutulmak üzere sıraya girmiş materyallerden oluşan disk şeklinde bir yapı. Buradaki madde kara deliğe düşmek üzere spiral bir yörüngede dolanırken aşırı derecede hızlanarak ısınıp çok yüksek miktarda enerji yayıyor. Schnittman, “Bildiğimiz neredeyse tüm kara delikler toplanma diskine sahip ve bu toplanma diskleri aşırı derecede parlak” diyor. Hesaplamalarına göre, bir gezegeni kara delikten yeteri kadar uygun bir mesafeye koyduğunuzda, toplanma diski gökyüzünde Güneş’in göründüğü boyutta ve parlaklıkta görünecektir. “Böyle bir senaryo bizim güneş sistemimize çok benzeyecektir” diye ekliyor.
Gerçekten de böyle bir gezegende gündüz görünümü gezegenimize çok benzeyecektir ancak gece görünümü tamamen farklı olacaktır. Galaksi merkezlerindeki süper kütleli kara delikler, yıldızlar tarafından öyle sarılı durumdalar ki, etrafındaki bir gezegende gece gökyüzü gezegenimizdekinden 100 bin kat daha parlak olacaktır. Gecenin parlak olmasını sağlayan bu yıldızlar, gezegenimizdeki gibi gökyüzünde saçılmış olarak görünmeyecektir. Kara deliğin çekim kuvveti gezegeni öyle hızlara çıkartacaktır ki, tüm bu yıldızlardan gelen ışık tek bir noktaya toplanmış gibi görünecektir. Schnittman bu durum için şu benzetmeyi yapıyor: “Yağmura doğru araba sürmek gibi.” Bir bilim kurgu filminde warp hızına çıkan bir uzay gemisi gibi. “Kesinlikle muhteşem görünecektir.” Tüm bunlara rağmen, toplanma diski ile ısınan gezegenin bir problemi var. Schnittman, “Yığılma diskleri Güneş’ten çok daha fazla X-ışını ve morötesi ışın yayıyor.” diyor. Bu tarz bir ışınım, yaşanabilir bir gezegeni bile sterilize edebilir. “Buna karşın bulutlarla kaplı bir atmosfere sahip olunması gerekir.” diye ekliyor. Böyle bir durum, şimdiye kadar keşfettiğimiz ötegezegenler göz önüne alınırsa, bulması zor değil. “Kalın ve puslu atmosferler çok yaygın.” Dünya’da sıcak ve nemli yaşanan bir gün gibi bir gezegen atmosferi ile bu durum aşılabilir.

Bu illüstrasyonda görülen LISA Pathfinder, 2034 yılında fırlatılması planlanan LISA görevinin öncüsüydü. LISA, kara delikler gibi yüksek enerjili kaynakların uzay-zamanda oluşturduğu bozulmalar olan kütle çekimsel dalgaları tespit edecek.

ODAK
Bu tehlikeler ve kısıtlamalar göz önüne alınırsa, kara delik etrafında sıcak gezegenler için başka bir alternatifimiz
olabilir: Büyük Patlama’dan arta kalan enerji. Astronomlar bu enerjiye kozmik mikrodalga arka plan ışınımı (CMB) diyorlar. CMB, evrenin oluşumundan 380 bin yıl sonra ortaya çıktı. Çekya’daki Silesian Üniversitesi’nden Dr. Pavel Bakala’ya göre kütleçekimsel merceklenme dediğimiz bir etki aracılığı ile CMB bir yıldızın yerini alabilir. Devasa kütleleri sayesinde kara delikler, çevrelerindeki uzayı çok fazla büküyorlar ve bu da bir mercek etkisi yaratıyor. Bir merceğin Güneş ışığını odaklayıp bir çırayı yakabildiği gibi, kara deliğin çok güçlü kütle çekimi CMB’yi yörüngesindeki bir gezegene odaklayabilir. Ancak Bakala bunun tek başına yeterli olmayacağını belirtiyor. Dünya’da eksensel dönmenin sonucu olarak bir gece-gündüz döngüsü var. Bu gece-gündüz döngüsü, enerjinin gezegenin etrafına dağılmasını sağlıyor. Yani gecenin oluşumu bir gezegende yaşam için gündüzün yaşanması kadar önemli. Bakala’nın bu durum için bir çözümü var: Kara deliğin gölgesi. Işık, kara deliğin büktüğü uzay etrafından geçerken bir halka oluşturur ve bu halkanın iç tarafı karanlıktır yani gölgedir. Bu durum Olay Ufku Teleskobu tarafından
Nisan 2019’da çekilen fotoğrafta görülebilir. Bu gölgeden geçen bir gezegende gece oluşacaktır. Bu durum da gezegenimizdeki gece tecrübesine çok benzeyecektir.

Ancak her kara delik böyle bir durum için uygun değil. Bakala, “Çok hızlı dönen bir kara deliğe ihtiyacınız var.” diyor ve ekliyor: “Işık hızına çok yakın bir hızda dönüyor olmalı.” Bir kara delik ne kadar yavaş dönerse, kararlı bir yörüngeye oturmak için o kadar uzağa gitmek gerekir. Eğer belli bir mesafenin ötesine geçerseniz o zaman CMB ve kara deliğin gölgesi ile sağlanan gece-gündüz döngüsünü elde edemezsiniz. Bu durum olasılıksız değil. Özellikle daha yaşlı kara deliklere baktıkça daha mümkün hale geliyor. Bir kara delik ne kadar yaşlı ise, üzerine düşen madde miktarı artacağı için dönüş hızı da aynı oranda artar.

TİTREŞİMLER VE DALGALAR

İtalyan Eğitim, Üniversite ve Araştırma Bakanı Dr.Lorenzo Iorio, kütle çekimsel bir canavar etrafındaki böyle bir gezegendeki yaşamın, genel göreliliğin sonucu olan başka bir durumla yüzleşmek zorunda kalacağını belirtiyor. Bir kara delik, böyle bir gezegenin eksen eğikliğini de alt-üst edebilir. Dünya’nın eksen eğikliği 23°nin biraz üzerinde ve bu eğim, bizim gezegenimizde mevsimlerin oluşmasını sağlıyor. Gezegenimizin eksen eğikliği 41 bin yıllık döngü
içerisinde komşu gezegenlerimizin de etkisi ile 22,1° ile 24,5° arasında değişiyor. Bu, çok uzun bir zaman diliminde çok küçük bir değişim olduğu için, mevsimler küçük sıcaklık değişiklikleri haricinde kararlı bir şekilde devam ediyor. Dünya’ya kıyasla kara delik etrafındaki bir gezegenin eksen eğikliğindeki değişim, bükülen uzay içinde ilerlediği için çok daha büyük olacaktır. Iorio, “Bu değişim 400 yıl gibi bir periyotta onlarca derece kadar olabilir.” diyor. Şubat
ayında yayınlanan hesaplamalarında Iorio, ilk defa bu konu için genel göreliliğin etkilerini hesaplamalarına dahil etti. Iorio, “Bu durum kararlı yaşam formları oluşması ve gelişmesi olasılığını çok kötü etkiliyor” diye ekliyor.

Tüm bu hesaplamaların, biz gerçekten böylesine bir gezegen bulana kadar çok bir anlamı olmadığını düşünebilirsiniz. İşin güzel tarafıysa, gelecekteki bir uzay görevi, böyle bir keşfi yapmak için yardımcı olabilir. Avrupa Uzay Ajansı (ESA), 2034 yılında Lazer Interferometre Uzay Anteni (LISA) görevini fırlatmayı planlıyor. LISA
uzay-zamanın bozulmasından kaynaklanan bozulmalar olan kütle çekimsel dalgaları yakalamak için çok hassas bir dedektör. Schnittman, “LISA Samanyolu galaksisi içerisindeki Dünya boyutlu bir kara delik gezegenini özleyebilecek” diyor. “Jüpiter boyutlu bir gezegen için ise bu ölçeği bin kat öteye taşıyabiliriz.” Bu, Andromeda ve
Triangulum dahil olmak üzere yaklaşık 50 galaksinin araştırmaya dahil olması demek. İşte belki o zaman güneşsiz, yıldızsız bilimkurgu dünyaları gerçek mi, göreceğiz.

Hazırlayan: Emirhan AYIN

COLIN STUART 2020/09 Sayı:101 Sayfa:52 POPULAR SCIENCE (04.12.2020).