İki güneşli yakın sistem 70 Ophiuchi, Dünya benzeri gezegene elverişli

Bilimkurgu filmlerindeki iki güneşli gökyüzü, gerçekte yaşama elverişli bir gezegenle bir arada olabilir mi? The Astrophysical Journal'da yayımlanan yeni bir çalışma, bize en yakın çift yıldızlardan biri olan 70 Ophiuchi için bu sorunun yanıtının "evet" olabileceğini gösteriyor. Araştırmacıların bilgisayar benzetimlerine göre sistemin büyük yıldızının yaşanabilir kuşağında Dünya boyutunda bir gezegen, ikinci yıldıza rağmen kararlı bir yörüngede kalabilir.

70 Ophiuchi nasıl bir sistem?

70 Ophiuchi, Yılancı (Ophiuchus) takımyıldızında, bizden yaklaşık 16,7 ışık yılı, yani 5,1 parsek uzaklıkta. Karşılaştırma için Güneş'e en yakın yıldız Proxima Centauri yaklaşık 1,3 parsek uzakta. Sistemdeki iki yıldız da Güneş'ten biraz küçük ve daha soğuk, turuncu renkli K türü cüce yıldızlar. Büyük olanın kütlesi Güneş'in yaklaşık yüzde 88'i, küçük olanınki yüzde 73'ü kadar.

İki yıldız birbirinin çevresinde 88 yılda bir tur atıyor. Yörüngeleri oldukça basık; aralarındaki uzaklık yaklaşık 11 ile 35 astronomik birim arasında değişiyor. Bir astronomik birim, Dünya ile Güneş arasındaki ortalama uzaklık. Yani küçük yıldız, en yakın noktasında büyük yıldıza Güneş-Satürn uzaklığından biraz fazla bir mesafeye kadar yaklaşıyor, en uzak noktasında ise Güneş-Neptün uzaklığından da öteye uzaklaşıyor.

Gökbilim tarihinde uzun bir geçmiş

70 Ophiuchi, gökbilimcilerin ilgisini yüzyıllardır çekiyor. William Herschel 18. yüzyılın sonunda sistemi bir çift yıldız olarak kataloğa geçirmişti; bu tür sistemlerin incelenmesi, Newton'un kütleçekim yasasının Güneş Sistemi'nin ötesinde de geçerli olduğunu göstermişti.

Sistem aynı zamanda erken "gezegen bulundu" iddialarının da sahnesi oldu. 1855'te W. S. Jacob, 1899'da T. J. J. See ve 20. yüzyılda başka araştırmacılar, yıldızların hareketindeki düzensizliklerin görünmeyen bir eşlikçiden kaynaklandığını öne sürdü. Bu iddiaların hepsi modern gözlemlerle çürütüldü. Bugün de sistemde doğrulanmış bir gezegen bulunmuyor.

Benzetimler ne gösterdi?

Michigan Üniversitesi'nde yapılan gözlemler, iki yıldızın birbirinin çevresindeki hareketini daha hassas biçimde belirledi. California Üniversitesi Riverside'dan doktora öğrencisi Skylar D'Angiolillo, danışmanı astrofizikçi Stephen Kane ile birlikte bu verileri kullanarak sistemin dinamik modelini kurdu.

Yöntem görece basit ama güçlü. Önce iki yıldız gerçek yörüngeleriyle benzetime yerleştiriliyor. Ardından Dünya kütlesinde bir deneme gezegeni, büyük yıldızdan farklı uzaklıklara konuyor ve uzun süre boyunca kaderi izleniyor: Gezegen yörüngesinde mi kalıyor, yıldıza mı düşüyor, yoksa sistemden mi fırlatılıyor? Kararsız bir gezegenin yörüngesi giderek uzayıp basıklaşıyor ve sonunda gezegen sistemin dışına savruluyor. Deneme çok sayıda farklı konum için tekrarlandığında, gezegenin hayatta kalabildiği bölgelerin haritası ortaya çıkıyor.

Sonuç, ikinci yıldızın büyük yıldızın yaşanabilir kuşağındaki yörüngeleri mutlaka bozmadığı yönünde. Yaşanabilir kuşak, bir gezegenin yüzeyinde sıvı suyun bulunabileceği kadar ılık olduğu bölgeye deniyor. Benzetimlere göre bu bölgede kararlı yörüngeler mümkün.

Kane, tek yıldızlı Güneş Sistemi'mizin aslında biraz istisnai olduğunu, birçok yıldızın bir eşlikçisi bulunduğunu hatırlatıyor. İkinci yıldızı gezegenleri dağıtan bir "yıkım topu" gibi düşünmek kolay; ama benzetimler bunun her zaman böyle olmadığını gösteriyor.

Neden önemli?

Bu tür dinamik eleme, bir yıldızın çevresinde gezegen aramaya kaynak ayırmadan önce atılabilecek ilk adım: Sistem yaşanabilir bir gezegeni barındırmaya fiziksel olarak elverişli mi? Yanıt "hayır" ise, en güçlü teleskopların zamanı başka hedeflere ayrılabilir.

Bu soru, NASA'nın 2040'larda fırlatmayı planladığı Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi (Habitable Worlds Observatory) için özellikle önemli. Gözlemevinin amacı, yakın yıldızların yaşanabilir kuşaklarındaki Dünya boyutlu gezegenleri doğrudan görüntülemek ve atmosferlerinde yaşam izleri aramak; hedef en az 25 olası yaşanabilir dünyayı görüntülemek. Yakın yıldızların önemli bir bölümü çift ya da çoklu sistemlerde bulunduğundan, 70 Ophiuchi için kullanılan yöntem başka aday sistemlere de uygulanabilir.

Sırada ne var?

Kane, sistemle ilgili daha yapılacak çok iş olduğunu, ama artık böyle bir gezegenin orada kararlı biçimde var olabileceğini bildiklerini söylüyor. Araştırmacılar, böyle bir gezegenin Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi fırlatılmadan önce bile bulunabileceğini umuyor. Bunun için yıldızların gezegen çekimiyle yaptığı küçük salınımları ölçen hassas gözlemlere ihtiyaç var.

Kısaca

• 70 Ophiuchi, yaklaşık 16,7 ışık yılı uzaklıkta, iki turuncu cüce yıldızdan oluşan bir sistem.
• İki yıldız 88 yılda bir birbirinin çevresinde dönüyor.
• Benzetimler, büyük yıldızın yaşanabilir kuşağında Dünya boyutlu bir gezegenin kararlı kalabileceğini gösteriyor.
• Sistemde henüz doğrulanmış bir gezegen yok.