Gezegenler Nasıl ve Neden Ölür?

Çoğu gezegen, çok uzun zaman boyunca var olabilir; ancak sonsuza kadar yaşayamaz. Aç yıldızlar ve hiddetli komşu gezegenler bir gezegeni tamamen parçalarına ayırabilirken; çarpışmalar ve aşırı volkanizma, yaşanabilir bir gezegenin suyunu buharlaştırarak yaşamı tamamen yok edebilir. Ayrıca teorik olarak düşünüldüğünde, bir gezegenin "ölümü" anlamına gelebilecek pek çok süreç var; ancak bildiğimiz kadarıyla bunların hiçbiri şu zamana kadar gerçekleşmedi.

Bordeaux, Fransa’da bulunan Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux’da bir gezegen modelleyicisi olan Sean Raymond, galaktik çevremizdeki gezegenlerin durmaksızın öldüğünü yazıyor. Raymond, gezegenlerin ölümüne giden sayısız yolunu araştıran bir bilim insanı ve yazdığına göre tüm gezegenler ölmese de birçoğu, eninde sonunda kendini gezegen morgunda bulur. Gelin, en olası yollara bir bakış atalım.

İklim Faciası

Dünya’nın iklim döngüsü, yaşamın sürdürülebilirlik için fazla sıcak ya da fazla soğuk olmamasını sağlamada çok önemli bir rol oynuyor. Ancak dünyamıza benzer, kayalık bir gezegendeki iklimin, onun inanılmaz sıcak bir gezegene ya da kartopu dünyasına dönüşmesini tetikleyen olayların patlak vermesi için fazla bir şey gerekmez.

Dünyada sıcaklık, atmosferdeki karbondioksit miktarı ile düzenlenmektedir. Karbondioksit ya da atmosferde bulunan diğer sera gazları (su buharı, metan ya da azot protoksit gibi), bir battaniye gibi davranarak, Güneş’ten gelen radyasyonun uzaya geri gitmesini önler ve Dünya’yı sıcak tutar. Atmosferde karbondioksit oluştuğunda, bu gaz, gezegenin yüzeyini ısıtarak daha fazla yağmur yağmasını sağlar. Bunu takiben, yağışlar atmosferdeki karbon dioksitin bir kısmını ortadan kaldırır ve deniz tabanındaki karbonat kayalarında biriktirir; böylelikle gezegen soğumaya başlar.

Eğer karbondioksit, artan bir volkanik aktivite sonucunda olduğu gibi, atmosferin içinde, kayalarda emilebileceğinden daha hızlı bir şekilde birikirse bu, kontrol edilemeyen bir sera etkisini tetikleyebilir. Sıcaklıklar suyun kaynama noktasının üstüne çıkabilir ve tüm yaşam formları için suyun gerekli olduğunu bildiğimizden, bu durum yaşamın sürdürülebilirliği konusunda bir problem yaratabilir. Aynı zamanda, yükselen sıcaklıklar atmosfer yüzeyinde bulunan ve gezegenin güneşinden ve diğer yıldızlardan gelen radyasyonu saptıran koruyucu kalkanı ortadan kaldırarak atmosferin uzaya sızmasına sebebiyet verebilir.

Raymond şöyle diyor:

Atmosfer için sera ısıtması hayatın bir gerçeğidir ve bir yere kadar makbuldür. Ama işler çığırından çıkabilir.

Isı, iklimin ölümcül bir şekilde değişmesinin tek yolu değildir. Bir gezegen yeterince soğuduğunda, yüzeyi bir kartopu dünyasına; yani buzla kaplı bir cisme dönüşür. Buz ve kar parlaktır ve yıldızın ısısını uzaya geri yansıtarak gezegenin daha da soğumasına sebep olur. Yüzey volkanlarına sahip bir dünyada, yanardağ püskürmeleri karbondioksit ve diğer gazların atmosfere geri yığılmasını sağlayarak dünyanın ısınmasına yardımcı olur. Fakat yüzey tektoniğinden (ve dolayısıyla volkanlardan) mahrum bir gezegende kartopu hali hakimse bu gezegen daimi olarak kartopu evresinde hapsolabilir.

Raymond’a göre, hayat bulundurma potansiyeli olan tüm gezegenler, bir dünyayı yaşanamaz kılabilen ama aynı zamanda onu tamamen yok etmeyen iklim faciasını göze alır.

Lav mı, Hayat mı?

Komşu dünyaların arasındaki çekim kuvveti, bir gezegenin yörüngesini daraltabilir; ki bu da gezegenin iç kısmına baskı yapar ve Dünya’nın orta katmanı olan manto tabakasının sıcaklığını artırır. Isı, kaçacak bir yol bulmalıdır ve bunun en tipik yöntemi, volkan yardımıyla ısı yayımıdır.

Volkanik aktivite, bir gezegenin yaşam ortamını çok önemli bir biçimde etkiler. Atmosferik Araştırmalar Ünivesite Kuruluşuna göre, bir volkan tarafından atmosfere atılan gaz ve toz parçaları, gezegenin atmosferini etkileyerek gezegeni soğutabilir ve gelen radyasyondan koruyabilir. 1815 yılında, dünya tarihinde kaydedilen en büyük patlama olan Tambora Dağı'nın patlaması, atmosfere o kadar çok kül saçılmasına sebep oldu ki bu durum, dünya genelinde sıcaklıkları düşürerek 1816 yılının “yaz yaşanmayan yıl” olarak anılmasına yol açtı.

Volkanlar aynı zamanda atmosfere sera gazı saldıkları için tam tersi bir etkiye, yani küresel ısınmaya da sebep olabilir. Sık gerçekleşen ve büyük volkanik patlamalar, Dünya gibi yaşanabilir bir gezegeni, Venüs gibi bir gezegene dönüştürebilecek kontrol edilemez bir sera etkisini tetikleyebilir.

Gerçek bir volkanik dünya örneği için çok uzağa bakmamıza gerek yok. Jüpiter’in uydusu Io, devamlı olarak patlayan yüzlerce volkanıyla güneş sisteminde bulunan volkanik olarak en aktif yüzeye sahip. Raymond’a göre eğer Dünya, Jüpiter’in Io’ya uyguladığı kütleçekimsel kuvvetin aynısına maruz kalsaydı; Io’dan 10 kat daha fazla volkanik aktiviteye sahip olurdu.

Kuyruklıyıldız Faciası

Kayalık asteroitler ve buzlu kuyrukluyıldızlar, komşu dünyalarına (özellikle de buz ve gaz devleri tarafından fırlatıldıklarında) önemli zararlar verebilen gezegensel kırıntılardır.

Gezegenler son yörüngelerine sabitlendiklerinde, gezegenlerin kütleçekimsel kuvvetleri astreoitleri ve kuyrukluyıldızları etraflarında hareket ettirir. Bazıları gezegen sisteminin dışına itilirken, bazıları içeri doğru çekilir ve belki de yaşamın kendi kendine gelişmeye çalıştığı kayalık dünyalar ile çarpışır.

Dış güneş sistemimizde, Neptün’ün daimi yörüngesine yerleşirken yaptığı son hareketler; birden fazla kuyrukluyıldızı Jüpiter’e ulaşana kadar gezegenden gezegene geçirerek içeri doğru itekledi. Jüpiter bu buzlu kütlelerin bir kısmını dışarı doğru fırlattı, ama diğerleri Geç Dönem Ağır Bombardımanı olarak bilinen bir dönem sırasında Dünya’ya doğru içeri savruldu

Simone Marchi/NASA

Günümüzde Dünya, her gün ve sürekli olarak, toz formunda bulunan yaklaşık 90 metrik ton gezegenlerarası materyali biriktiriyor. NASA’nın Dünya’ya Yakın Cisimleri Araştırma Merkezi’ne göre; 100 metreden daha büyük cisimler, yüzeye yalnızca 10,000 yılda bir çarparken, 1 kilometreden daha büyük cisimler, yüzeye yalnızca her birkaç 100,000 yılda bir çarpıyor.

Dev gezegenler bu yıkıcı kırıntıları Güneş’e doğru savururken çarpışmalar aniden artar ve çarpmalar daha sık gerçekleşmeye başlar. Orta boy cisimler, atmosferin içine atmosferik süreçler ile engel olunabilecek toz ve atık madde savurur. Dev darbeler yalnızca sıfır noktası (patlamaya en müsait nokta) tahrip olduğu için değil, aynı zamanda Uzun Kış’a sebebiyet verebilecek kadar atık madde kusarak, gezegeni kısa süreli bir Buzul Çağına sürükledikleri için de çok şiddetli etkilere sebep olabilir. Yeterli darbenin art arda hızlıca yollanmasıyla, iklimin etkileri sonunda dünyayı yaşanamaz bir yer haline getirene dek bir diğerinin üstüne eklenmeye devam eder.

Raymond, diğer yıldızların etrafında bulunan gezegensel kalıntı gözlemlerine dayanarak, galaksideki yaklaşık 1 milyar Dünya benzeri gezegenin asteroid bombardımanına uğrayarak eninde sonunda tahrip olacağını hesapladı.

Büyük Kötü Abi: Jüpiter, Hayatı Sonlandırabilir mi?

Solar sistemde Güneş’ten sonraki en büyük cisim olan Jüpiter, ondan küçük kayalık gezegenlere kalkan olarak "korumacı bir abi" gibi davranır; diğer dünyaların etrafındaki başka devler de aynı rolü üstleniyor gibi görünüyor. Ama eğer bir gaz devi olan Jüpiter, kararsız bir gezegene dönüşmüş olsaydı, bunun, Jüpiter’in çevresinde bulunan, ondan küçük dünyalara karşı yıkıcı bir etkisi olabilirdi.

Yıldızlar oluştuktan sonra, kalan malzemenin diski gezegen oluşumuna yol açar. Disk içinde bulunan gazlardan ve tozdan kaynaklanan kütleçekimsel asılmalar, gezegenlerin üzerinde bir kuvvet yaratır ve bu kuvvet onları ilk birkaç milyon yıl boyunca belli bir saha içerisinde tutabilir. Fakat bu kuvvet yok olduğunda, gezegenler yörüngelerini daha kolay değiştirebilir. Dev gezegenler, kayalık kardeşlerinden daha küçük olduğu için, onların kütleçekimsel itmeleri daha küçük gezegenlerin yörüngelerini değiştirmede çok önemli bir fark yaratabilir.

Ancak, büyük dünyalar dokunulmaz değildir; iki dev gezegen birbirini çekebilir ve birbirlerine aşırı derece yaklaşabilirler. Raymond’a göre bu devler, birbirlerine kütleçekimsel tekmeler atmak yerine nadiren çarpışır. Eninde sonunda, bazı dünyalar yörüngeden dışarı tekmelenerek tamamen atılır ve hiçbir yıldıza bağlanmadan süzülmek üzere uzay boşluğuna gönderilir.

Raymond, kabaca 5 milyar kayalık dünyanın gaz devleri tarafından tahrip edildiğini hesapladı. Bu yıkımların çoğu muhtemelen gezegenler oluştuktan hemen sonra gerçekleşti. Buna karşılık, yıkımların çok az bir kısmı da muhtemelen gezegenlerde yaşamın gelişmesi için zaman olduğunda; sistemin ömründe daha sonra gerçekleşti. Eğer gaz devlerinin yalnızca %1’i gezegensel ömürleri içerisinde daha geç kararsız duruma geçseydi, o zaman 50 milyon gezegen sistemi, yerleşik dünyaları kendi yıldızlarına fırlatarak yok ederdi.

Vadim Sadovski

Yıldızların Atıştırması

Gezegenler gibi, yıldızlar da ölür ve yıldızların bu dönüşümünün, yörüngelerindeki gezegenler üzerinde çok şiddetli etkileri olabilir.

Örneğin kızıl cüce yıldızları 100 milyon yıldan daha uzun bir zamanda (bizim güneşimizden on kat daha fazla bir sürede) uzun dönem parlaklıklarına ulaşabilirler. Kızıl cüceyi yörünge belleyen gezegenler, birkaç milyon yıl süresince yaşanabilir bölgede bulunabilirler; ama yıldız parlaklaştıkça gezegendeki yaşam barındıran su; yüksek sıcaklığın etkisinde kalarak buharlaşacaktır. Fakat buna rağmen, sıcak kızıl cücenin yörüngesindeki gezegenler yaşam barındırabilir. Raymond şöyle yazıyor:

Bu süreç, gezegenleri tamamen kurutuyor mu yoksa yalnızca birkaç dış katman okyanusunu mu yüzeyden siliyor bilmiyoruz. Eğer gezegenin iç katmanında hapsolmuş yeterli su varsa (Dünyanın, mantoda yüzeydekinin birkaç katı miktarda su bulundurduğu düşünülmektedir), daha sonra yenilerini ortaya çıkararak okyanuslarını kaybetmeye dayanabilir. Bu, coğrafya ve astronomi arasındaki kompleks bir etkileşim ve akıbetin ne olduğu bilinmiyor — şimdilik.

Raymond, 100 milyar gezegenin kendi kızıl cüceleri tarafından kurutulmuş olabileceğini tahmin ediyor.

Güneş benzeri yıldızlar, yaşanabilir gezegenlerdeki hayata bir şans daha vererek onlara sularına tutunmaları için daha fazla zaman bahşediyor. Ama Güneş’in sıcaklığı da değişiyor ve milyarlarca yıldır yavaş yavaş parlaklığı artıyor. Raymond, bir milyar yıl içinde bu gezegenin artık yaşanabilir bölge içerisinde olmayacağını söylüyor. Su, Dünya’nın yüzeyinde artık sıvı formda bulunamayacak. Onun yerine, gezegen ani bir sera etkisi geçirecek ve en sonunda Venüs’e benzer bir biçimde bu gazlar tarafından sarılıp sarmalanacak.

Güneş benzeri bir yıldız, 10 milyar yıl yaşına geldiğinde, hidrojenini tüketecek ve mevcut boyutunun 100 ila 200 katı büyüklüğe gelene kadar genişleyecek. (Bizim güneşimiz 4.5 milyar yıl yaşında, yani bu gerçekleşene kadar hala biraz zamanımız var.) Güneş sisteminde, Güneş’in değişen yerçekimi Mars’ı ve diğer dış gezegenleri sistemin dışına iterken, Venüs ve Merkür yıldız tarafından yutulacak. Dünya bunun tam sınırında, yani kurtulabilir ya da yok olabilir. Kabaca 4 milyar kayalık dünya da benzer şekilde yavaşça parlaklığı artan bir yıldız tarafından yutuldu.

En büyük yıldızlar, birkaç milyon yıl gibi görece kısa bir zaman diliminin ardından yakıcı bir süpernova içerisinde patlar. Raymond, bu büyük yıldızların etrafında hiç gezegen gözlenmediğini, ama bunun araştırılacak çok az sayıda büyük yıldız olmasından ve hala güneş sisteminin dışındaki gezegenlerin bulunmasının zor olmasından kaynaklandığını yazıyor. Öyle ya da böyle, bu dev yıldızların etrafındaki herhangi bir gezegen, muhtemelen yıldızın patlayıcı ölümü ile yok edilecek.