KARADELİKLER ETRAFINDA YAŞAM OLABİLİR Mİ?
Uzay-zamanı bükebiliyorlar ancak yaşam barındırabilirler mi?
En soğuk bölgelerden en sıcak bölgelere, Dünya’daki yaşam uygun olan her ekolojik boşluğu doldurmuş durumda. Yaşamın başka yerlerde de evrimleşmiş olması çok muhtemel ancak henüz en iyi çabalarımızla bile bir örneğine rastlamadık. Daha muhteşem olanı ise bilim insanlarının karadelik civarlarındaki gezegenlerde yaşam olabileceğini iddia etmesi.
Karadelikler evrendeki en ekstrem ve en büyüleyici cisimlerden birisi. Galaksimiz Samanyolu dahil neredeyse her galaksinin merkezinde içine düşen her şeyi çılgınca yutan bir karadelik mevcut.
Galaksi oluşumunun erken dönemlerinde karadelikler etrafında ince bir disk şeklinde dolanan maddeler Güneşimizin milyarlarca katı kütleye sahip yığılma diskleri oluşturmuş ve bu diskler sayesinde karadelikten jetler fırlıyor. Çok güçlü işaret fişekleri gibi olan ve Samanyolu’ndan
1.000 kat daha parlak bu jetler, kuasar olarak adlandırılıyor. Kuasarlara enerjisini veren gazlar birçok evrimleşmiş galakside tükenmiş durumda ancak kuasarlar çok uzak genç galaksilerde halen gözlenebiliyorlar.
Yıldız kökenli karadelikler büyük kütleli bir yıldızın tüm yakıtını tüketmesinin ardından üst katmanlarının yıldızın küçülen çekirdeğinin üstüne çökmesi sonucu gerçekleşen çok şiddetli bir patlama ile ortaya çıkıyor. Bir karadeliğin en dış bölgesi olay ufkudur. Bu bölgenin içinde karadeliğin kütle çekiminden kaçış hızı, ışık hızından daha büyüktür. Dolayısı ile sonsuz yoğunluktaki tekillik olarak bilinen bu noktadan hiçbir şey kaçamaz.
Eğer yıldız kökenli bir karadeliğe düşecek olursanız bu kötü bir tecrübe olurdu çünkü karadeliğe yaklaştıkça şiddetle artan kütle çekimsel alan sizi ince uzun bir şekle sokardı. Bu sürece ‘spagettileşme’ adı veriliyor. Yıldızlar dahil her şey bu koşullar altında spagettileşir.
Bunlar ele alındığında bir karadelik etrafında yaşam imkânsız görünse de bilim insanları hiçbir meydan okumadan kaçmıyor, temel dayanakları ise spagettileşmenin süper kütleli karadeliklerde gerçekleşmemesi. Bu tartışmaları en çok alevlendiren şeylerden birisi Christopher Nolan’ın 2014 yapımı Yıldızlararası filmindeki Miller’ın gezegeniydi. Filmin danışmanının teorik fizikçi Dr. Kip Thorne olması filmdeki durumun ciddiye alınmasındaki faktör oldu. Bilim ne kadar uygun şekilde ele alınmaya çalışılsa da bir karadeliğe belirtilen derecede zaman genişlemesi etkilerine sahip olacak kadar yakın bir gezegen ölümcül zararlı ışınımla ve karadelik tarafından yutulmakla karşı karşıya kalırdı.
Opava’daki Silesian Üniversitesinden,
Pavel Bakala tarafından yürütülen bir astrofizikçi ekibi bu probleme farklı bir bakış getirmeye karar verdi. Durumun termodinamiğini ele alan ekip, karadeliğin aynı zamanda bir ısı kalkanı görevi görüp gezegeni Dünya’nın civarını çevreleyen soğuklukta tutacağını öngörüyor. Gezegende kullanılabilecek enerji ise Güneşimiz gibi bir yıldızdan ziyade kozmik mikrodalga arka alan ışınımından (CMB) sağlanıyor olurdu.
Bir güç kaynağı olarak CMB çok ikna edici değil çünkü çok zayıf bir kaynak ancak bir süper kütleli karadelik bu ışınımı sıkıştırıp optik dalga boylarına çekebilir. Gezegenden bakıldığında bu ışık karadeliğin gölgesine yakın bir yerdeki parlak bir yıldız gibi görünebilir.
Ekip bu fikri ortaya attıktan 4 yıl sonra, CMB’nin zayıflığını göz önüne alarak bu düşünceyi yeniden ele aldı. Bu durum ancak gezegen karadeliğe çok yakın bir yörüngede olduğunda sağlanabilir fakat bu durumda da gezegenin tekilliğe doğru çekilmesi ihtimali mevcut. Bu sorunun önüne geçebilmek için karadeliğin ışık hızının 100 milyonda biri hızda döndüğü, karadeliğe yakın ve kararlı bir yörüngede olan ve güçlü bir CMB ışığına sahip gezegen olabileceğini hesapladılar.
Galaksimizin merkezindeki karadelik, 4 milyon Güneş kütlesine sahip olmasına rağmen, böyle bir durum için çok küçük kalır ve kendisine yakın herhangi bir gezegeni rahatlıkla parçalardı. Böylesine bir durumdan kaçabilmek için bir
gezegenin ancak ve ancak karadeliğin olay ufkunu geçtikten sonra parçalanabilecek bir senaryoda olması gerekir. Böyle bir karadeliğin 163 milyon Güneş kütlesine sahip olması gerekiyor.
Dikkate alınması gereken diğer bir nokta ise karadeliklerin görece eski bir galakside, etrafında yeteri kadar boş uzay bulunacak şekilde yer alması. Aksi takdirde civardaki madde bir yığılma diski oluşturup karadeliğe düşerken, karadelikten ölümcül derecelerde zararlı ışınım yayınlanırdı.
Zayıf CMB yerine, enerji kaynağı olarak yığılma diskinden gelen enerji de iyi bir alternatif olabilir. Yıldızlararası filminden etkilenen, NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezinden astrofizikçi Jeremy Scnittman, yığılma diskindeki sıcak gazların yayınladığı ışınım yaşam formları için gereken enerjiyi sağlayabileceğini göz önüne aldı. Bu iyi bir haber ancak karadeliğin varlığı morötesi ışınları var olan herhangi bir yaşamı yok edecek seviyede güçlendirip artırabilir.
Japonya Kagoshima Üniversitesinden Keiichi Wada ve ekibi süperkütleli karadeliklerden uzak ve yeteri kadar güvenli bölgelerde, karadeliğin güçlü kütle çekimsel alanı ile yakalanmış gezegen ve yıldızların bulunabileceğinden bahsediyor. Ekip bir adım ileriye gidip, bu bölgelerdeki birikmiş toz parçacıklarından zamanla gezegenler oluşabileceğini iddia ediyor ve bu gezegenlere karadelik gezegeni kısaltması olarak ‘kezegen’ (blanet) adını veriyor.
Bir kezegenin oluşumu birçok farklı koşul gerekli. Toz ve kaya parçaları bir araya gelmekten ziyade çarpışarak birbirini parçalıyor olabilir. Bunları bir araya getirebilmek için buz kaplı toz parçacıkları gerekli. Doğru koşullar sağlanırsa, 1 milyon Güneş kütleli bir karadelikten 13 ışıkyılı uzak bir mesafede, 20 ila 3.000 Dünya kütlesine
sahip kezegenler 80 milyon yıl gibi bir sürede oluşabilir.
Buradaki en büyük faktörler karadeliğin kütlesi ve karadelikten olan uzaklık. 10 milyon Güneş kütlesindeki karadelikler etrafında kezegenler gaz devleri kadar büyük hale gelebilir. Ekip kezegenlerin, Güneş Sistemimiz gibi sistemlerde oluşan gezegenlerden çok farklı olacağını kabul ediyor. Bizim yaşam barındıramaz olarak ele aldığımız bu ortamlarda, tamamen bambaşka yaşam formları da ortaya çıkabilir.
Fransa’daki Bordeaux Gözlemevinden
Sean N. Raymond bu konuda şunları söylüyor: “Yaşam neye ihtiyaç duyar? Eğer Dünya benzeri bir yaşam arıyorsak kayaç bir gezegene, sıvı suya ve doğru miktarda enerjiye ihtiyacımız var. Çok fazla enerji bir gezegeni atmosferden ve yüzey suyundan yoksun bırakabilir; çok azı da yüzeyin donmasını sağlar.”
“Nötron yıldızlarının etrafında gezegenler bulunduğuna göre onların Güneş kütleli karadelikler etrafında da var olabileceğini varsayabiliriz. Bu tür gezegenler suya sahip olabilir mi? Bu sorunun ‘Kim bilir?’den öte bir cevabı yok. Suyun evrende çok bol miktarda bulunduğunu göz önüne alırsak karadelik etrafındaki bir gezegenin suya sahip olması akla yatkın. Ancak tüm bunlar için gerekli mekanizmalar henüz kapsamlı bir şekilde çalışılmış değil.”
“Süper kütleli karadeliklerin yığılma diskine sahip olduğu biliniyor. Bu bölge aşırı derecede yüksek ışınıma sahip ancak bu yaşam için bir problem değil, sadece ‘yaşanabilir bölge’nin karadelikten biraz daha uzakta olması demek. Asıl problem, yığılma diskinden yayılan ışınımın çok yüksek enerjiye sahip dalga boylarında yayılıyor olması. Yüksek enerjiye sahip ışınım gezegenlerdeki atmosferleri ve suyu yok edebilir; bu yaşam için hiç iyi değil.”
Raymond sözlerine şöyle devam ediyor: “Eğer bir gezegenin tamamıyla yüksek enerjili ışınıma maruz kaldığı bir durumu ele alırsak hiç umut yok mu demektir? Muhtemelen ancak bu tarz durumlarda daha bölgesel yaşanabilir alanları düşünebilirsiniz. Örneğin, eğer gezegen karadelik ile kütle çekimsel bir kilit halindeyse, bu durumda gezegenin karanlık yüzü belki yaşam barındırabilir. Kütleçekimsel kilit söz konusu olmasa da olası bir yüzey altı okyanusu uzun süreler boyunca gezegende var olabilir. Volkanik sıcak noktalar da gezegenin yüzeyine atmosfer ve su taşıyabilir.”
Bir düşünce deneyi olarak Raymond, 550 tane Dünya boyutundaki gezegenin bir süper kütleli karadeliğin etrafındaki yaşanabilir bölgede yörüngede dolanabileceğini varsayıyor. Kıyaslama olarak Güneş etrafındaki yaşanabilir bölge de sadece 6 tane Dünya boyutlu gezegen bulunabilir.
Bu varsayımsal karadelik Güneş’ten bir milyon kat daha fazla kütleye sahip olması gerekirdi ve kütle çekimsel etkisi gezegenleri yaşanabilir bölgenin dışına çekerdi. Bu gezegenleri yaşanabilir bölgedeki kararlı ve eş merkezli yörüngelerde tutabilmek için gezegenler ile karadelik arasında 9 Güneş benzeri yıldız bulunması gerekiyor. Yıldızlar karadelik etrafında yaklaşık 3 saatlik yörüngelerde dolanırken gezegenler 1,6 ila 4,6 günde dolanırdı.
Harvard Üniversitesinden Abraham ‘Avi’ Loeb bir süper kütleli karadelik civarında yaşamanın birçok faydası olabileceğini belirtiyor. Bunlardan biri yığılma diskini mükemmel bir çöp imha merkezi olarak kullanmak. Karadelik tarafından yayınlanan güçlü jetler, ışık yelkenine sahip bir uzay aracını neredeyse ışık hızına çıkarabilir.
Daha da maceracı bir senaryo olarak, birleşen iki karadeliğin kütleçekimsel dalgaları ile ışık hızına kadar hızlandırılmış bir gezegenin üzerinde olabilirsiniz.
Bir karadeliğin sunduğu tüm tehditler göz önüne alındığında, tüm bu koşullarda yaşanabilir bir gezegenin var olup olmayacağını kestirmek zor. Herhangi bir yaşam formu, yüksek derece zararlı ışınımla, çok az veya çok fazla ışık ve enerji kaynağıyla, karadeliğin yığılma diskinden gelen ani radyasyon patlamalarıyla, uzay enkazıyla, kararsız bir yörüngeyle ve zaman genişlemesi etkileri ile baş etmek zorunda.
Böylesi gezegenlerde belki de sadece ilkel yaşam veya hızlı evrimleşip hızlı uyum sağlayabilen zeki türler var olabilir. Raymond bu konuda umudunu kaybetmiş değil: “Karadelik etrafındaki gezegenlerde yaşamın çok zorlu olabileceğini biliyorum ancak bu dünyaları yaşam barındırmayan çorak yerler olarak görmek bence bir hayal gücü yoksunluğu.”