Dünya Benzerlik Endeksi

Dünya Benzerlik Endeksi (ESI) (Earth Similarity Index) , gezegen kütleli bir nesnenin veya doğal uydunun Dünya'ya ne kadar benzediğinin öngörüldüğü bir karakterizasyonudur. Dünya bir değerine sahip olacak şekilde sıfırdan bire kadar bir ölçek olarak tasarlanmıştır; bunun amacı büyük veri tabanlarından gezegen karşılaştırmalarını basitleştirmektir.
Ölçeğin yaşanabilirlik için niceliksel bir anlamı yoktur.
Formül haline getirilmesi
Schulze-Makuch ve arkadaşları tarafından 2011 yılında Astrobiology dergisinde önerilen ESI, bir gezegenin yarıçapını, yoğunluğunu, kaçış hızını ve yüzey sıcaklığını endekse dahil etmektedir. Böylece yazarlar indeksi iki bileşene sahip olarak tanımlamaktadır: (1) ortalama yarıçap ve kütle yoğunluğu ile ilişkilendirilen iç kısımla ilişkili ve (2) kaçış hızı ve yüzey sıcaklığı ile ilişkilendirilen yüzeyle ilişkili. ESI formülasyonunun türetilmesine ilişkin bir makale Kashyap Jagadeesh ve diğerleri (2017) tarafından hazırlanmıştır. ESI'ye Revista Cubana de Física'da yayınlanan bir makalede de atıfta bulunulmuştu.
Dış gezegenler için, hemen hemen her durumda sadece gezegenin yörünge periyodu ile birlikte gezegenin geçişi nedeniyle yıldızın orantılı olarak kararması veya gezegene tepki olarak yıldızın radyal hız değişimi herhangi bir kesinlik derecesiyle bilinmektedir ve bu nedenle bu ölçümlerle doğrudan belirlenmeyen diğer tüm özellikler spekülatiftir. Örneğin, yüzey sıcaklığı ışınım, gelgit ısınması, albedo, güneşlenme ve sera ısınması gibi çeşitli faktörlerden etkilenirken, bu faktörler herhangi bir dış gezegen için bilinmediğinden, alıntılanan ESI değerleri gezegensel denge sıcaklığını bir stand-in olarak kullanır.
Arecibo'daki Porto Riko Üniversitesi'nden 2011 Astrobiyoloji makalesinin yazarlarından biri olan Abel Méndez tarafından sağlanan bir web sayfası, çeşitli ötegezegen sistemleri için endeks hesaplamalarını listeler. Méndez'in ESI'si şu şekilde hesaplanır:
,
Ve sırasıyla dünya dışı cismin ve Dünya'nın özellikleridir, her özelliğin ağırlıklı üssüdür ve toplam özellik sayısıdır. Bray-Curtis Benzerlik İndeksi ile karşılaştırılabilir ve ondan oluşturulmuştur. Her özelliğe atanan ağırlık, , belirli özellikleri diğerlerine göre vurgulamak veya istenen endeks eşiklerini veya sıralamalarını elde etmek için seçilebilen serbest parametrelerdir. Web sayfası ayrıca gezegenlerin ve uyduların yaşanabilirliğini üç kritere göre sıralıyor: yaşanabilir bölgedeki konum, ESI ve besin zincirinin en altındaki organizmaları sürdürme kapasitesine ilişkin bir spekülasyon, web sayfasında "Küresel Birincil Yaşanabilirlik Ölçeği" olarak tanımlanan farklı bir endeks.
2011 tarihli Astrobiyoloji makalesi ve bu makalede yer alan ESI değerleri, makalenin yayınlandığı dönemde basının ilgisini çekmiştir. Sonuç olarak, Mars'ın 0,70 değeriyle Güneş Sistemi'ndeki en yüksek ikinci ESI değerine sahip olduğu bildirildi. Bu makalede listelenen bazı ötegezegenlerin bunun üzerinde değerlere sahip olduğu bildirilmiştir.
Üçüncü taraflarca rapor edilen diğer ESI değerleri aşağıdaki kaynakları içermektedir:
Yaşanabilirlik ile ilgisi olmaması
ESI yaşanabilirliği karakterize etmese de, referans noktası Dünya olduğundan, bazı fonksiyonları yaşanabilirlik ölçümleri tarafından kullanılanlarla eşleşmektedir. Yaşanabilir bölgenin tanımında olduğu gibi, ESI de birincil işlev olarak yüzey sıcaklığını (ve karasal referans noktasını) kullanır. 2016 tarihli bir makale, ESI'yi bir hedef seçim şeması olarak kullanmakta ve ESI'nin bir ötegezegenin yaşanabilirliği ile çok az ilişkisi olduğunu gösteren sonuçlar elde etmektedir; çünkü ESI, yaşanabilir yüzey koşullarının anahtarları arasında yer alan yıldızın aktivitesini, gezegensel gelgit kilitlenmesini veya gezegenin manyetik alanını (yani kendini koruma yeteneğini) dikkate almamaktadır.
ESI'nin Dünya benzerliği ile Venüs benzerliği arasında ayrım yapamadığı, daha düşük ESI'ye sahip gezegenlerin yaşanabilirlik şansının daha yüksek olduğu belirtilmiştir.
Dünya benzeri büyüklüğe sahip gezegenler
Dış gezegenlerin sınıflandırılması, birçok dış gezegen tespit yönteminin bazı özellikleri bilinmez bırakması nedeniyle zordur. Örneğin, geçiş yöntemi ile yarıçap ölçümü oldukça doğru olabilir, ancak kütle ve yoğunluk genellikle tahmin edilir. Aynı şekilde, kütlenin doğru ölçümlerini sağlayabilen ancak yarıçapı ölçmede daha az başarılı olan radyal hız yöntemlerinde de durum aynıdır. Bu nedenle bir dizi farklı yöntemle gözlemlenen gezegenler Dünya ile en doğru şekilde karşılaştırılabilir.
Gezegen olmayanların Dünya'ya benzerliği
Endeks, doğal uydular, cüce gezegenler ve asteroitler dahil olmak üzere gezegenler dışındaki nesneler için de hesaplanabilir. Bu nesnelerin daha düşük ortalama yoğunluğu ve sıcaklığı onlara daha düşük indeks değerleri verir. Sadece Titan'ın (Satürn'ün bir uydusu) genel olarak daha düşük boyut ve yoğunluğa rağmen önemli bir atmosfere sahip olduğu bilinmektedir. Io (Jüpiter'in bir uydusu) düşük bir ortalama sıcaklığa sahip olsa da, aydaki yüzey sıcaklığı jeolojik aktivite nedeniyle çılgınca değişmektedir.