Dünya benzeri

Dünya analoğu, Dünya ikizi veya ikinci Dünya olarak da adlandırılan Dünya benzeri, Dünya'da bulunanlara benzer çevresel koşullara sahip bir gezegen veya öte uydudur. Dünya benzeri gezegen terimi de kullanılır, ancak bu terim herhangi bir karasal gezegeni ifade edebilir.
Bu olasılık astrobiyologların ve gökbilimcilerin özellikle ilgisini çekmektedir, çünkü bir gezegen Dünya'ya ne kadar benziyorsa, karmaşık dünya dışı yaşamı sürdürme olasılığı da o kadar yüksektir. Bu nedenle uzun zamandır spekülasyon konusu olmuş ve bu konu bilim, felsefe, bilim kurgu ve popüler kültürde dile getirilmiştir. Uzay kolonizasyonu ve uzay ve hayatta kalma savunucuları uzun zamandır yerleşim için bir Dünya analoğu aramaktadır. Uzak gelecekte, insanlar dünyalaştırma yoluyla yapay olarak bir Dünya benzeri üretebilir.
Güneş dışı gezegenlerin bilimsel olarak araştırılması ve incelenmesinden önce, bu olasılık felsefe ve bilim kurgu yoluyla tartışılıyordu. Filozoflar, evrenin büyüklüğünün, bir yerlerde neredeyse özdeş bir gezegenin var olmasını gerektirdiğini öne sürmüşlerdir. Sıradanlık ilkesi, Dünya gibi gezegenlerin Evren'de yaygın olması gerektiğini öne sürerken, Nadir Dünya hipotezi bunların son derece nadir olduğunu öne sürmektedir. Şimdiye kadar keşfedilen binlerce dış gezegen yıldız sistemi Güneş Sistemi'nden son derece farklıdır ve Nadir Dünya Hipotezini desteklemektedir.
4 Kasım 2013 tarihinde gökbilimciler, Kepler uzay misyonu verilerine dayanarak, Samanyolu Galaksisi'ndeki Güneş benzeri yıldızların ve kırmızı cüce yıldızların yaşanabilir bölgelerinde 40 milyar kadar Dünya büyüklüğünde gezegenin yörüngede olabileceğini bildirdiler. Böyle bir gezegenin en yakınının, istatistiksel olarak Dünya'dan 12 ışık yılı uzaklıkta olması beklenebilir. Eylül 2020'de gökbilimciler, astrofiziksel parametrelerin yanı sıra Dünya'daki bilinen yaşam formlarının doğal geçmişine dayanarak 4000'den fazla doğrulanmış dış gezegen arasından 24 süper yaşanabilir gezegen (Dünya'dan daha iyi gezegenler) adayı belirledi.
11 Ocak 2023'te NASA bilim insanları, Dünya benzeri bir ötegezegen olan ve James Webb Uzay Teleskobu tarafından keşfedilen ilk ötegezegen olan LHS 475 b'nin tespit edildiğini bildirdi.
1990'lardan bu yana elde edilen bilimsel bulgular astrobiyoloji, gezegensel yaşanabilirlik modelleri ve dünya dışı zeka arayışı (SETI) alanlarının kapsamını büyük ölçüde etkilemiştir.
Tarih
1858 ile 1920 yılları arasında, aralarında bazı bilim adamlarının da bulunduğu pek çok kişi Mars'ın Dünya'ya çok benzediğini, yalnızca daha kuru, kalın bir atmosfere sahip olduğunu, benzer eksenel eğime, yörüngeye ve mevsimlere ve aynı zamanda büyük Mars kanalları inşa eden bir Mars uygarlığına sahip olduğunu düşünüyordu. Bu teoriler Giovanni Schiaparelli, Percival Lowell ve diğerleri tarafından geliştirildi. Bu nedenle kurguda Mars, kızıl gezegeni Dünya'nın çöllerine benzer şekilde tasvir ediyordu. Ancak Mariner (1965) ve Viking uzay sondalarından (1975-1980) alınan görüntüler ve veriler, gezegenin çorak, kraterli bir dünya olduğunu ortaya çıkardı. Ancak devam eden keşiflerle birlikte diğer Dünya karşılaştırmaları da devam etti. Örneğin, Mars Okyanusu Hipotezi'nin kökenleri Viking misyonlarına dayanıyordu ve 1980'lerde popüler hale geldi. Geçmiş su ihtimaliyle birlikte Mars'ta yaşamın başlamış olabileceği ihtimali de ortaya çıktı ve Mars'ın daha çok Dünya'ya benzediği bir kez daha algılandı.
Benzer şekilde, 1960'lara kadar, bazı bilim insanları da dahil olmak üzere birçok kişi tarafından Venüs'ün, kalın bir atmosfere sahip, sıcak ve tozlu ya da su bulutları ve okyanusları olan nemli, Dünya'nın daha sıcak bir versiyonu olduğuna inanılıyordu. Kurguda Venüs genellikle Dünya'ya benzerlikleriyle tasvir edilmiş ve birçok kişi Venüs uygarlığı hakkında spekülasyonlar yapmıştır. Bu inançlar 1960'larda ilk uzay sondalarının gezegen hakkında daha doğru bilimsel veriler toplaması ve Venüs'ün 9,2 MPa (1.330 psi) yüzey basıncına sahip asidik bir atmosfer altında 462 C (864 F) civarında yüzey sıcaklığına sahip çok sıcak bir dünya olduğunu keşfetmesiyle ortadan kalktı.
2004'ten itibaren Cassini-Huygens, Satürn'ün uydusu Titan'ın yaşanabilir bölgenin dışındaki en Dünya benzeri gezegenlerden biri olduğunu ortaya koymaya başladı. Önemli ölçüde farklı bir kimyasal yapıya sahip olmasına rağmen, 2007 yılında Titan göllerinin, nehirlerinin ve akarsu süreçlerinin doğrulanması gibi keşifler, Dünya ile karşılaştırmaları ilerletti Hava olayları da dahil olmak üzere yapılan diğer gözlemler, Dünya benzeri gezegenlerde işleyebilecek jeolojik süreçlerin anlaşılmasına yardımcı olmuştur.
Kepler uzay teleskobu 2011 yılından itibaren yaşanabilir bölgedeki potansiyel karasal gezegenlerin geçişlerini gözlemlemeye başladı Bu teknoloji gezegenleri tespit etmek ve doğrulamak için daha etkili bir araç sağlamış olsa da, aday gezegenlerin gerçekte ne kadar Dünya benzeri olduğu konusunda kesin bir sonuca varamamıştır. 2013 yılında, 1,5 Dünya yarıçapından daha küçük birkaç Kepler adayının yıldızların yaşanabilir bölgesinde yörüngede olduğu doğrulandı. Bir güneş adayının yörüngesinde dönen Dünya'ya yakın büyüklükteki ilk aday olan Kepler-452b'nin açıklanması 2015 yılını buldu
11 Ocak 2023'te NASA bilim insanları Dünya benzeri bir ötegezegen olan ve James Webb Uzay Teleskobu tarafından keşfedilen ilk ötegezegen olan LHS 475 b'nin tespit edildiğini bildirdi.
Nitelikler ve kriterler
Bir Dünya benzeri bulma olasılığı çoğunlukla benzer olması beklenen özelliklere bağlıdır ve bunlar büyük ölçüde değişir. Genel olarak bunun karasal bir gezegen olacağı düşünülür ve bu tür gezegenleri bulmayı amaçlayan çeşitli bilimsel çalışmalar yapılmıştır. Genellikle ima edilen ancak bunlarla sınırlı olmayan kriterler arasında gezegen boyutu, yüzey yerçekimi, yıldız boyutu ve türü (yani Güneş benzeri), yörünge mesafesi ve kararlılığı, eksenel eğim ve dönüş, benzer coğrafya, okyanuslar, hava ve hava koşulları, güçlü manyetosfer ve hatta Dünya benzeri karmaşık yaşamın varlığı gibi kriterler yer almaktadır. Eğer karmaşık yaşam varsa, karanın büyük bir kısmını kaplayan ormanlar olabilir. Zeki yaşam varsa, karanın bazı kısımları şehirlerle kaplı olabilir. Böyle bir gezegen için varsayılan bazı faktörler Dünya'nın kendi tarihi nedeniyle olası olmayabilir. Örneğin, Dünya'nın atmosferi her zaman oksijen bakımından zengin değildi ve bu fotosentetik yaşamın ortaya çıkışından kalma bir biyo-imzadır. Ay'ın oluşumu, varlığı, bu özellikler üzerindeki etkisi (gelgit kuvvetleri gibi) de bir Dünya benzeri bulmada sorun teşkil edebilir.
Dünya analoglarını belirleme süreci çoğu zaman belirsizlik ölçümüne ilişkin çeşitli kayıtların uzlaştırılmasını içerir. Antropolog Vincent Ialenti'nin analojik akıl yürütmenin epistemolojisi üzerine çalışmasının gösterdiği gibi, bazı gezegen bilimcileri "zaman ve mekan arasında köprü kurmak ve iki farklı nesneyi bir araya getirmek için inanç sıçraması yapma konusunda diğerlerine göre daha rahattır".
Boyut
Büyüklüğün genellikle önemli bir faktör olduğu düşünülür, çünkü Dünya büyüklüğündeki gezegenlerin doğada karasal olma ve Dünya benzeri bir atmosferi muhafaza etme olasılığının daha yüksek olduğu düşünülmektedir.
Liste, 0,8-1,9 Dünya kütlesi aralığındaki gezegenleri içermektedir; bunların altı genellikle alt-Dünya, üstü ise süper-Dünya olarak sınıflandırılmaktadır. Buna ek olarak, yalnızca 0,5-2,0 Dünya yarıçapı (Dünya'nın yarıçapının yarısı ile iki katı arasında) aralığında olduğu bilinen gezegenler dahil edilmiştir.
Boyut kriterlerine göre, bilinen yarıçap veya kütleye göre en yakın gezegen kütleli nesneler şunlardır:
Bu karşılaştırma, özellikle yaşanabilirlik açısından büyüklüğün tek başına zayıf bir ölçü olduğunu gösteriyor. Sıcaklık ayrıca Venüs ve Alpha Centauri B (2012'de keşfedildi), Kepler-20 (2011'de keşfedildi ), COROT-7 (2009'da keşfedildi) ve Kepler-'in üç gezegeni gezegenleri olarak da dikkate alınmalıdır. 42 (tümü 2011'de keşfedildi) çok sıcaktır ve Mars, Ganymede ve Titan soğuk dünyalardır, bu da çok çeşitli yüzey ve atmosfer koşullarına neden olur. Güneş Sistemi'ndeki ayların kütleleri Dünya'nınkinin çok küçük bir kısmıdır, oysa güneş sistemi dışı gezegenlerin kütlelerinin doğru bir şekilde ölçülmesi çok zordur. Ancak Dünya boyutunda karasal gezegenlerin keşifleri, Dünya benzeri gezegenlerin olası sıklığını ve dağılımını gösterebileceğinden önemlidir.
Karasal
Sıklıkla atıfta bulunulan bir diğer kriter de bir Dünya analoğunun karasal olması, yani benzer bir yüzey jeolojisine, benzer yüzey malzemelerinden oluşan bir gezegen yüzeyine sahip olması gerektiğidir. Bilinen en yakın örnekler Mars ve Titan'dır ve yeryüzü şekilleri ve yüzey bileşimlerinde benzerlikler olsa da, sıcaklık ve buz miktarları gibi önemli farklılıklar da vardır.
Dünya'nın yüzey materyallerinin ve yeryüzü şekillerinin birçoğu suyla etkileşim sonucu (kil ve tortul kayalar gibi) veya yaşamın bir yan ürünü olarak (kireçtaşı veya kömür gibi), atmosferle etkileşim sonucu, volkanik veya yapay olarak oluşmuştur. Dolayısıyla gerçek bir Dünya analoğunun benzer süreçlerle oluşmuş olması, bir atmosfere, yüzeyle volkanik etkileşimlere, geçmişte veya günümüzde sıvı suya ve yaşam formlarına sahip olması gerekebilir.
Sıcaklık
Gezegen sıcaklıklarını belirleyebilecek çeşitli faktörler ve dolayısıyla atmosferik koşulların bilinmediği gezegenlerde Dünya'nınkiyle karşılaştırma yapılabilecek çeşitli ölçütler vardır. [Atmosferi olmayan gezegenler için denge sıcaklığı kullanılır. Atmosferi olan gezegenlerde sera etkisi olduğu varsayılır. Son olarak yüzey sıcaklığı kullanılır. Bu sıcaklıkların her biri, gezegenin yörüngesinden ve dönüşünden (veya gelgit kilitlenmesinden) etkilenen iklimden etkilenir ve bunların her biri başka değişkenler ortaya çıkarır.
Aşağıda, Dünya'ya bilinen en yakın sıcaklıklara sahip teyit edilmiş gezegenlerin bir karşılaştırması yer almaktadır.
Güneş benzeri
İdeal bir yaşam barındıran dünya analoğunun bir diğer kriteri de bir güneş analoğunun, yani Güneş'e çok benzeyen bir yıldızın yörüngesinde olmasıdır. Ancak, birçok farklı yıldız türü yaşama elverişli yerel bir ortam sağlayabileceğinden bu kriter tam olarak geçerli olmayabilir. Örneğin Samanyolu'ndaki yıldızların çoğu Güneş'ten daha küçük ve sönüktür. Böyle bir yıldız olan TRAPPIST-1, 12 parsek (39 ışık yılı) uzaklıkta yer alır ve Güneş'ten kabaca 10 kat daha küçük ve 2.000 kat daha sönüktür, ancak yaşanabilir bölgesinde en az altı Dünya benzeri gezegen barındırır. Bu koşullar bilinen yaşam için elverişsiz görünse de, TRAPPIST-1'in 12 trilyon yıl boyunca yanmaya devam etmesi bekleniyor (Güneş'in kalan 5 milyar yıllık ömrüne kıyasla) ki bu da yaşamın abiyogenez yoluyla ortaya çıkması için yeterli bir süre Karşılaştırma yapmak gerekirse, Dünya'da yaşam sadece bir milyar yılda evrimleşmiştir.
Yüzey suyu ve hidrolojik döngü
Suyun yüzeyde bulunabileceği bir bölgeyi tanımlayan yaşanabilir bölge (veya Sıvı Su Bölgesi) kavramı, hem Dünya'nın hem de Güneş'in özelliklerine dayanmaktadır. Bu modele göre, Dünya kabaca bu bölgenin merkezinde veya "Goldilocks" konumunda yörüngede döner. Dünya, şu anda büyük yüzey suyu kütlelerine sahip olduğu doğrulanan tek gezegendir. Venüs bölgenin sıcak tarafında, Mars ise soğuk tarafındadır. Her ikisinin de kalıcı yüzey suyuna sahip olduğu bilinmemektedir, ancak Mars'ın eski geçmişinde buna sahip olduğuna dair kanıtlar mevcuttur ve aynı durumun Venüs için de geçerli olduğu tahmin edilmektedir. Dolayısıyla Goldilocks konumunda olan ve önemli bir atmosfere sahip güneş dışı gezegenler (ya da uydular) Dünya'daki gibi okyanuslara ve su bulutlarına sahip olabilir. Yüzey suyuna ek olarak, gerçek bir Dünya benzeri okyanuslar veya göller ile su veya kara ile kaplı olmayan alanların bir karışımını gerektirecektir.
Bazıları gerçek bir Dünya analoğunun sadece gezegen sisteminin benzer bir konumuna sahip olması değil, aynı zamanda bir güneş analoğunun yörüngesinde olması ve Dünya gibi sürekli yaşanabilir kalması için neredeyse dairesel bir yörüngeye sahip olması gerektiğini savunmaktadır.
Güneş Dışı Dünya benzeri
Sıradanlık ilkesi, tesadüfi olayların başka bir yerde karmaşık, çok hücreli yaşamın ortaya çıkmasına olanak tanıyacak Dünya benzeri bir gezegenin oluşmasına izin vermiş olabileceği ihtimalini öne sürmektedir. Buna karşılık, Nadir Dünya hipotezi, en katı kriterler uygulandığında, böyle bir gezegenin, eğer varsa, insanların yerini asla tespit edemeyeceği kadar uzakta olabileceğini ileri sürer.
Güneş Sistemi'nin Dünya benzeri bir gezegenden yoksun olduğu kanıtlandığından, arayış güneş dışı gezegenlere doğru genişledi. Astrobiyologlar, Dünya'nın benzerlerinin büyük olasılıkla sıvı suyun var olabileceği ve yaşamı destekleyecek koşulları sağlayan bir yıldız yaşanabilir bölgesinde bulunacağını ileri sürmektedirler. Dirk Schulze-Makuch gibi bazı astrobiyologlar, yeterince büyük bir doğal uydunun Dünya'ya benzer yaşanabilir bir uydu oluşturabileceğini tahmin etmektedir.
Tarih
Tahmini sıklık
Hem Samanyolu'nda hem de daha büyük evrende Dünya benzeri gezegenlerin sıklığı hala bilinmemektedir. En uç Nadir Dünya hipotezi tahminlerinden - bir (yani Dünya) - sayısız arasında değişmektedir.
Kepler misyonu da dahil olmak üzere birçok güncel bilimsel çalışma, geçiş yapan gezegenlerden elde edilen gerçek verileri kullanarak tahminleri iyileştirmeyi amaçlamaktadır. Arizona Üniversitesi'nden gökbilimci Michael Meyer'in 2008 yılında Güneş benzeri yıldızların yakınlarındaki kozmik toz üzerinde yaptığı bir çalışma, Güneş'in benzerlerinin %20 ila %60'ında kayalık gezegenlerin oluşumuna dair kanıtlar bulunduğunu göstermektedir. Meyer'in ekibi yıldızların etrafında kozmik toz diskleri buldu ve bunu kayalık gezegenlerin oluşumunun bir yan ürünü olarak görüyor.
2009 yılında Carnegie Bilim Enstitüsü'nden Alan Boss, sadece Samanyolu galaksisinde 100 milyar karasal gezegen olabileceğini tahmin etmiştir.
2011 yılında NASA'nın Jet İtiş Gücü Laboratuvarı (JPL), Kepler Misyonu'ndan elde edilen gözlemlere dayanarak, Güneş benzeri yıldızların %1.4 ila %2.7'sinin yıldızlarının yaşanabilir bölgelerinde Dünya büyüklüğünde gezegenlere sahip olmasının beklendiğini öne sürmüştür. Bu, sadece Samanyolu galaksisinde iki milyar kadar Dünya büyüklüğünde gezegen olabileceği anlamına gelir ve tüm galaksilerin Samanyolu'na benzer sayıda gezegene sahip olduğu varsayılırsa, gözlemlenebilir evrendeki 50 milyar galakside yüz kentilyon kadar Dünya benzeri gezegen olabilir. Bu, Dünya'nın her santimetrekaresinde yaklaşık 20 dünya benzerine karşılık gelecektir.
2013 yılında, Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi, ek Kepler verilerinin istatistiksel analizini kullanarak, Samanyolu'nda en az 17 milyar Dünya boyutunda gezegen olduğunu öne sürdü. Ancak bu onların yaşanabilir bölgeyle ilgili konumları hakkında hiçbir şey söylemiyor.
2019 yılında yapılan bir çalışma, Güneş benzeri yıldızların 6'da 1'inin etrafında Dünya büyüklüğünde gezegenler olabileceğini belirledi.
Dünya 2.0 görevi
2022 İlkbaharında Çin, "geniş bir yörünge periyodu aralığında ve güneş tipi yıldızların etrafında dönen yaşanabilir Dünya benzeri gezegenler (0.8-1.25 Dünya yarıçapı) olan Dünya 2.0'lar da dahil olmak üzere yıldızlararası uzayda binlerce karasal dış gezegeni" tespit etmek amacıyla bir uzay teleskobu içeren teknik bir misyon önerdi. Bu fikri ortaya atan gökbilimcilere göre görev, bu tür saptamalara olanak sağlayacak "mikro mercek teleskobuyla birleştirilmiş uzay tabanlı ultra yüksek hassasiyetli bir CMOS fotometre" kullanacaktır.
Dünyalaştırma
Bir gezegenin, ayın veya başka bir cismin dünyalaştırılması (terraforming, kelimenin tam anlamıyla "Dünya'yı şekillendirmek"), insanlar için yaşanabilir hale getirmek için atmosferini, sıcaklığını, yüzey topografyasını veya ekosistemlerini Dünya'nınkine benzer şekilde kasıtlı olarak değiştirme varsayımsal sürecidir.
Yakınlık ve boyut benzerliği nedeniyle Mars, ve daha az ölçüde Venüs, dünyalaştırma için en olası adaylar olarak gösterilmiştir.