Gezegenlerin Oluşum Şekli, Yaşam İçin Gereken Elementleri Etkiliyor

0
26
Bir sanatçının Dünya'dan sadece 4,2 ışık yılı uzaklıktaki Proxima b ötegezegenine yönelik canlandırması. Eser: ESO/M. Kornmesser

Rice Üniversitesi’nde çalışan bilim insanlarına göre belli bir gezegendeki yaşam olasılığı, yaşamın nerede oluştuğunun yanında nasıl oluştuğuna da bağlı.

Bir güneş sisteminin Goldilocks bölgesinde dönen ve sıvı su ile zengin bir atmosferi destekleyen şartlar içeren Dünya benzeri gezegenler, yaşam barındırmaya daha müsait. Görünüşe göre bir gezegenin bir araya gelme şekli, belirli uçucu element ve bileşikleri (yaşama yol açan nitrojen, karbon ve su dahil) yakalayıp yakalamadığını ve bunları tutup tutmadığını belirliyor.

Rice’da yüksek lisans öğrencisi ve baş yazar Damanveer Grewal ile Profesör Rajdeep Dasgupta, Nature Geoscience bülteninde yayımlanan bir çalışmada; maddelerin protogezegende birikmesi için geçen süre ile bu protogezegenin ayrı katmanlara ayrılması* için geçen süre arasındaki rekabetin, kayalık gezegenin hangi uçucu elementleri tutacağını belirlemede çok önemli olduğunu gösteriyor. (* Protogezegen, gezegensel ayrışma şeklinde adlandırılan bu süreçte metalik bir çekirdek, silikat mantodan oluşan bir kabuk ve atmosferik bir örtü halinde tabakalara ayrılıyor.)

Uçucu maddeler için vekil olarak nitrojen kullanan araştırmacılar, nitrojenin büyük kısmının ayrışma esnasında protogezegenin atmosferine kaçtığını göstermişler. Bu nitrojen, protogezegenin gelişiminin sonraki aşamasında ya soğumasıyla, ya da diğer protogezegenler veya kozmik cisimler ile çarpışmasıyla beraber uzayda kayboluyor.

Söz konusu süreç, kayalık gezegenlerin atmosferi ile manto tabakasındaki nitrojeni ortadan kaldırıyor. Fakat metalik çekirdek yeterince nitrojen tutarsa, Dünya benzeri gezegenlerin oluşumu esnasında halen önemli bir nitrojen kaynağı haline gelebiliyor.

Dasgupta’nın Rice’daki yüksek basınç laboratuvarında, protogezegensel ayrışma işlemi faaliyet halindeyken yakalanmış ve nitrojenin metalik çekirdeklere karşı sergilediği çekilim gösterilmiş.

“Nitrojen içeren metal ile silikat tozlardan oluşan bir karışımı, atmosfer basıncının yaklaşık 30.000 katına maruz bırakarak ve bunları erime noktalarının ötesine kadar ısıtarak, yüksek basınç-sıcaklık koşullarını canlandırdık” diyor Grewal. “Alınan numunelerdeki silikat camlara gömülü ufak metalik damlalar, protogezegensel çekirdek ve mantolara karşılık gelen örnekleri teşkil ediyor.”

Bu deneysel veriler yardımıyla termodinamik ilişkileri modelleyen araştırmacılar, nitrojenin atmosfer, erimiş silikat ve çekirdek arasında nasıl dağıldığını göstermişler.

“Nitrojenin tüm bu depolarda sergilediği dağılımın, cismin boyutuna karşı çok hassas olduğunu fark ettik” diyor Grewal. “Bu fikri kullanarak, protogezegensel cisimlerdeki farklı depolarda nitrojenin zamanla nasıl ayrılarak nihayetinde Dünya gibi yaşanabilir bir gezegen oluşturabileceğini hesaplayabiliyoruz.”

Araştırmacıların kuramına göre Dünya’yı besleyen maddeler farklılaşarak, tanıdık metal-silikat-gaz buharı dizilimine geçme sürecini tamamlamadan önce hızla Ay ve Mars benzeri gezegensel embriyo boyutlarına ulaşıyor.

Genel olarak embriyoların, güneş sisteminin başlangıcının ilk 1-2 milyon yılında oluştuğu tahmin ediliyor; yani tamamen ayrışmaları için gereken zamandan çok daha kısa bir sürede. Eğer bu ayrışma hızı, söz konusu embriyoların birikim hızından yüksekse; yaşamı destekleyecek şartların gelişmesi bakımından çok önemli olan nitrojen ve belki de diğer uçucu bileşenler, oluşan bu gezegenlerde yeterince birikmemiş olabilir.

“Yaptığımız hesaplamalara göre; metal-silikat ayrışması geçirmeden önce son derece hızlı büyüyen gezegensel embriyolar yoluyla oluşan Dünya boyutlu bir gezegen, nitrojen bütçesini karşılamak bakımından benzersiz bir güzergâh yaratıyor” diyor Dasgupta.

Rice Üniversitesi. Ç: O.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here