İnsanlığın evrene açılan penceresi olan James Webb Uzay Teleskobu (JWST), gözlemleriyle kozmosu daha önce hiç görmediğimiz kadar detaylı bir şekilde aydınlatmaya devam ediyor.
Teleskobun üstün kızılötesi hassasiyeti, evrenin en temel sorularına yanıt aramak için onu eşsiz bir araç haline getiriyor.
JWST, evrenin ilk dönemlerini keşfetmenin yanı sıra, başka gezegenlerdeki atmosferleri incelemek ve nihayetinde dünya dışı yaşam arayışında yeni bir çağ başlatmak için giderek daha fazla kullanılıyor. NASA bu durumu, gezegen araştırmalarında "yeni bir dönem" olarak tanımlıyor.
Bu heyecan verici araştırmaların en dikkat çekici hedeflerinden biri ise, bildiğimiz anlamda yaşamın ortaya çıkması için gerekli olduğu düşünülen su.
Şimdi, JWST'yi kullanan gökbilimciler, Dünya'dan yaklaşık 700 ışık yılı uzaklıkta bulunan WASP-39b adlı ötegezegeni atmosferinin özelliklerini modelleyerek, bu yabancı dünyada yarı ağır su varlığını tespit ettiler. Bu, potansiyel bir yaşanabilirlik işareti olarak değerlendiriliyor.
Araştırmacılar, su izotoplarını, yani nötron sayılarında farklılık gösteren H2O molekülünün çeşitli varyantlarını incelediler.
Yarı ağır su, yani HDO, normal bir H2O molekülü gibidir, ancak iki hidrojen atomundan biri, ek bir nötronla biraz daha ağırlaşmış bir döteryum izotopudur. Diğer hidrojen atomunda ise sadece bir proton ve bir elektron bulunur.
Araştırmacılar, gezegenin oluşumu hakkında bilgi edinmek amacıyla, WASP-39b atmosferindeki suyun döteryum-hidrojen (D/H) oranını belirlemek istediler.
WASP-39b, daha önceki gözlemlerle detaylı incelenmiş, JWST'nin dört ana cihazı tarafından kızılötesi dalga boylarında incelenmiş bir gezegen olması sebebiyle bu çalışma için mantıklı bir seçimdi.
Bu durum, gökbilimciler için adeta bir bilgi hazinesi oluşturdu.
Yeni çalışmanın arkasındaki ekip, "Bu, şimdiye kadar bir ötegezegene ait elde edilen en detaylı geçirim spektrumunu sunuyor." ifadelerini kullanıyor.
Ekip ayrıca, "Buna rağmen, atmosfer kimyasına dair anlayışımız hala tam değil. Bu gezegenin suyunun D/H oranını ölçmek, onun kimyasal ortamı ve oluşum yolu hakkında paha biçilmez bilgiler sağlayacaktır." şeklinde açıklıyor.
Bu nedenle araştırmacılar, sıcaklık, bulutluluk, moleküler bolluk ve atmosferik opaklık gibi faktörleri göz önünde bulundurarak, önceden tanımlanmış atmosfer modellerini gerçek JWST verileriyle karşılaştırdılar.
WASP-39b'nin hesaplanan D/H oranının, Güneş Sistemi'ndeki gaz devlerine kıyasla "önemli ölçüde yüksek" olduğunu buldular. Bu gezegenlerin, WASP-39b'ye en yakın yerel analojiler olması beklenebilirdi.
Bu durumun, atmosferik kaçış adı verilen bir sürece bağlı olabileceği düşünülüyor.
Moleküler ağırlığı biraz daha yüksek olan ağır su, uzaya kaçma olasılığı daha düşük. Hafif olan normal su ise, yerçekimsel olarak zayıf ve radyasyona maruz kalan daha küçük, yıldıza yakın cisimlerden kolayca kaçabiliyor.
WASP-39b, aşırı sıcak, düşük yerçekimli ve kabarık bir gezegen olduğu için, normal suyunu kolayca kaybedebilmiş olabilir.
Atmosferik karışım ve ışık kaynaklı kimyasal reaksiyonlar da gözlemlenen D/H oranına katkıda bulunmuş olabilir.
Diğer bir olasılık ise, WASP-39b'nin kendi yıldız sisteminin daha soğuk ve daha uzak bölgelerinde oluşmuş olması. Bu durumda, gezegen oluşum diskindeki "kar çizgisi"nin ötesinden, bol su içeren malzemeler devralmış ve daha sonra yıldızına doğru içe doğru göç etmiş olabilir.
Araştırmacılar, "Bu bölgeden elde edilen protostellar buzulların gözlemleri, WASP-39b'den çıkarılan D/H oranına uygun bir döteryum zenginleşmesi derecesi gösteriyor." şeklinde yazıyor.
Ancak, "bu senaryonun gözlemlenen değerleri üretebileceğini belirlemek detaylı kimyasal modelleme gerektiriyor." yorumunu ekliyorlar.
D/H oranının diğer belirteçleri de daha fazla aydınlatma sağlayabilir, ancak şimdilik yarı ağır su en iyi gösterge.
Araştırmacılar, "Bununla birlikte, HDO mevcut durumda kendine özgü spektral özellikleri nedeniyle en erişilebilir izleyici olmaya devam ediyor ve yakın gelecekte ılıman kayaç ötegeزegenlerde bile tespit edilmesi mümkün olabilir; burada potansiyel bir yaşanabilirlik işareti olarak hizmet edebilir." sonucuna varıyor.
Elbette, WASP-39b yaklaşık 1.000 santigrat derece (1.832 Fahrenheit) sıcaklığa ulaşan, kavurucu, gaz dolu bir dünya ve bu nedenle yaşanabilirlik açısından bir rol model değil.
Ancak, tüm dünyalar bu kadar sert değil ve bildiğimiz anlamda yaşam, sürekli olarak kurgudan daha tuhaf olduğunu kanıtlayan bir evrende mümkün olan tek yaşam olmayabilir.
Bu araştırma, ön baskı sunucusu arXiv'de yayınlandı.
