Gökbilimciler on yıllardır evreni, bize yakın konumdaki galaksileri ve galaksimizi inceleyerek bizimkine benzer gezegenler arıyor. 1995 yılında iki astrofizikçinin bulduğu gezegenle başlayan arayış, günümüze kadar devam etmektedir. Ancak hiçbir güneş sistemi, karasal ekosistemin ortaya çıkmasını mümkün kılan hassas çevresel ve fiziksel şartlara sahip görünmüyor. Peki Dünya gezegeni benzersiz ve tekil olabilir mi?
Harika bir soru! Kendi güneş sistemimiz içinde Dünya eşsiz midir? İlk akla gelen cevap eşsiz olduğu yönünde ancak diğer gezegenler de öyle! Güneşimiz dört kayalık (“karasal”) gezegene ev sahipliği yapar. Bunlardan üçü farklı hava koşullarına sahip olacak kadar kalın bir atmosfer katmanına sahiptir. Güneş sistemindeki diğer dört gezegen ise göz kamaştırıcı halka sistemlerine sahip gaz devleridir. Bu sekiz gezegenin her birinin kendine özgü boyutları, yoğunluğu, kimyasal bileşimi, yüzey özellikleri, yörüngesi ve farklı sayılarda uydulara sahiptir. Örnek olarak Jüpiter 63 adetle en fazla uyduya sahipken; Venüs ve Merkür en az uyduya sahip gezegenlerdir: Hiç. Her bir gezegeni özel kılan nitelikleri sırayla anlatılabilir1 ancak şunu tartışmanın merkezine çekmek gerekli, Dünya’yı komşularından ayıran önemli iki faktör vardır: Yüzeyindeki büyük miktarda sıvı su ve canlılık. Bilim insanları yaşam için en büyük gerekliliğin sıvı suyun (donmuş hâlde ya da buhar halinde değil) varlığı olduğunu düşünüyorlar ve gezegenimizin yüzeyi de çoğunlukla bundan ibaret, %71’i su!
Güneş sistemimizin ötesine gözümüzü diktiğimizde ise biriciklik sorusu biraz daha karmaşık bir hal alıyor. Belki de çağımızın en popüler astronomi projesi2, Güneş dışındaki yıldızların yörüngesinde dönen gezegenleri, diğer bir deyişle “ötegezegenleri” aramaktır. Bugün itibarıyla, 5630 doğrulanmış ötegezegen var3, Kepler uzay aracından gelen verilerden, sadece kendi galaksimizde 300 milyon ile 40 milyar arasında bir sayıda gezegen olabileceğini düşünüyoruz. Ve Samanyolu, gözlemlenebilir evrendeki 100 milyar galaksiden yalnızca biri!
Durup önümüze konulan bu sayılara baktığınızı ve Dünya gibi daha kaç tane gezegen olması gerektiğini düşündüğünüzü tahmin ediyorum! Sonuç bizi şuraya sürüklüyor; kesinlikle bulunmayı bekleyen çok sayıda Dünya benzeri gezegen var. Ama bir sorun var. Şimdiye kadar yapılan araştırmalar gözlemlerin teknik kısıtlamaları nedeniyle yörünge süresi kısa olan ve çevresinde döndüğü yıldızına yakın büyük gezegenleri yakalamada iyi. Ötegezegenlerin aranmasında kullanılan uydunun çözünürlüğü ancak bu tip ötegezegenleri incelemeye müsait. Yani bulduğumuz ötegezegenlerin çoğunun Dünya’yla çok az ortak noktası var. Bulunanların çoğu yıldızına yakın olduğu için atmosferi çok çok sıcak ve yaşam için uygun değil. Yüksek sıcaklık, yaşamın yapı taşı olan proteini oluşturan bağların kopmasına neden oluyor. Böylece karmaşık moleküler yapılar uzun süre bütünlüklerini koruyamıyor. Mevcut gözlemlerin sınırlamaları bir yana bırakılırsa, bilim insanları Güneş benzeri her dört yıldızdan birinin yörüngesinde “Dünya benzeri” gezegenler olabileceğini düşünüyor.
Konuya şu açıdan yaklaşmak yerinde olabilir: Basit bir yaklaşım geliştirmek istesek bile göz önüne almamız gereken pek çok olası gezegen yörüngesi, boyutu, yüzey özellikleri ve atmosferdeki gazlar için birçok farklı kimyasal bileşim var. Çok yüksek bir olasılıktan bahsediyoruz. Bu durumda sanki “dünya benzeri ötegezegenler olmalı” diye bir sonuca varmak istiyorsunuz. Bu durumda evren, Dünya benzeri gezegenlerle dolup taşmalı. Hatta şu ihtimali de göz önüne alabiliriz; kendi gezegenimizi biricik kabul edip ya arayışımız yanlış yönlendirilmişse? Belki de bir gün yaşamın su olmadan da var olabileceğini ya da ortalama atmosfer sıcaklığının düşündüğümüz kadar sınırlayıcı olmadığını keşfedeceğiz. Tüm bu dünyayı merkeze almayan ihtimal havuzunu da ele aldığımızda “çok yakınımızda” bir ötegezegen komşumuz olmasını beklemek işten bile değil. Ancak dünyaya “benzer” olmak için gerekli özellikleri biraz yakından ele aldığımızda nelerle karşılaşacağımıza dikkatle bakalım.
Benzer özelliklerin ilkinin gezegen yüzeyindeki sıvı su hacmi olduğunu söylemiştik. Bu daha genel bir kavramla ifade ediliyor: Yaşanabilir bölge (habitable zone). Bu bölge içinde (yıldızlarının etrafında sıvı su bulundurmak için çok sıcak ya da çok soğuk olmayan bölge) yörüngeye sahip ötegezegenler, güneş sistemi dışında yaşam arayışının ana hedeflerinden biridir. Eğer gezegenler yıldızlarına yakınsa, su buhara dönüşür; uzaktaysa donar. Ancak şu itiraz dile getirilmektedir: Gezegenin sahip olması beklenen sıvı su potansiyeli kriterinin yaşamı desteklemek için düşünmemiz gerekenleri çok basitleştirdiğini ileri sürülüyor. Örnek olarak Venüs, tanıma bağlı olarak Güneş’in yaşanabilir bölgesinde yer alıyor; yörüngesi gezegeni sıvı suyun var olabileceği alanın içinde tutuyor. Ancak gerçekte, gezegenin karbondioksit bakımından zengin atmosferi sera etkisiyle, güneş sistemindeki en yüksek yüzey sıcaklığını ölçmemize neden oluyor. Kavurucu sıcaklık şartlarında yaşamın var olması pek olası görünmüyor. Neticede sıvı su potansiyeli yanında atmosferin gaz bileşeni de düşünülmelidir. Bu nedenle, araştırmacılar yıldızların yaşanabilir bölgelerinde sadece su potansiyelini değil, bunun yanı sıra gezegenin boyutu, yüz ölçümü, atmosfer kalınlığı ve kimyasal bileşim açısından da Dünya’ya benzeyen ötegezegenleri arıyorlar.
Yaşanılabilir bölge her yıldız için farklıdır. NASA’ya göre, G–tipi bir yıldız olan Güneş için ortalama mesafeyi referans uzaklık olarak alırsak, daha yüksek yüzey sıcaklığına sahip yıldızlar daha geniş yaşanabilir bölgeye sahipken, daha küçük kırmızı cüceler yaşanabilir bölgeyi daha dar bir aralığa hapsediyor. Bu dar aralıkta yaşama ev sahipliği yapabilecek bir ötegezegenin bulunması çok mümkün görünmüyor. Bunun yanında, galaksilerin ömürlerini hesaba katan bir senaryo takip edildiğinde G–tipi yıldızlar, diğer bazı yıldız türlerine göre daha kısa ömürlüdür. G–tipi yıldızlar, 10 milyar yıl kadar bir yaşam süresine sahiptir. Evrende daha fazla miktarda bulunduğunu bildiğimiz K–tipi yıldızların on milyarlarca yıl boyunca çekirdeklerindeki nükleer tepkimeler devam edebilir ve kararlılıkları nedeniyle en umut verici yaşanabilir bölgelere sahip olabilir. Ancak her iki yıldız grubu içinde yer alan tekil yıldızlar da farklı farklı özelliklere sahip olabilir. Örnek olarak, bazı kırmızı cüceler öngörülemezdir. Kendi yüzeylerinden kopan öldürücü patlamalarla etrafındaki gezegenler açısından tehlike arz edebilir. Yaydıkları yüksek enerjili fotonların yaşanabilir bölgedeki gezegenin yüzeyinde yüksek sıcaklık dağılımına ya da yüksek radyasyona neden olabilir. Bunun yanında kimi yıldızlarsa sâbit ve güvenilir bir şekilde kararlıdır. Dolayısıyla iki yıldız benzer yaşanabilir bölgelere ve benzer büyüklükte gezegenlere sahip olabilirken; bir yıldız sistemi yaşam için çok daha umut verici bir aday olabilir. Bunun bir örneği, 2020 yılında NASA’nın Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) tarafından keşfedilen TOI 700 d ötegezegenidir. TOI 700 d’nin yörüngesinde döndüğü yıldız, yalnızca türüne ve yaşanabilir bölgesine bağlı olarak yaşam barındıran gezegenler için olası bir yuva olarak görülmeyebilirdi. Bununla birlikte, TOI 700 d’nin tespit edilen özellikleri onun “sessiz bir yıldız” olduğuna işaret etmektedir ve yaşamın ortaya çıkması için gerekli uzun süreler boyunca da kararlı görünmektedir.
Son dönemlerde bunun gibi örneklerin bulunmasından cesaret alan araştırmacılar, ötegezegenleri araştırmak için The Kepler Object of Interest Exoplanet Archive’ni inceleyerek yıldızlarının yaşanabilir bölgelerinde sıvı suyun varlığını sürdürebileceği kayalık gezegenlere sahip olması muhtemel 5.300 gezegen sistemine odaklandı. Arşiv taraması güneşimiz gibi sarı cüce yıldızlara sahip gezegen sistemlerine bakmanın yanı sıra, güneşimizden daha soğuk, daha sönük ve daha az kütleli olan turuncu cüce yıldızlara da baktı. Dünya’nın ikizini aramayı bırakıp başka kriterlerle yola çıktığımızda turuncu cüce yıldızlar Samanyolu’ndaki Güneşimiz gibi sarı cücelerden yaklaşık %50 daha yaygındır. Güneşimizin ömrünün 10 milyar yıldan az olduğu tahmin edilirken, turuncu cücelerin ömürleri 20 milyar ila 70 milyar yıl arasındadır. Karmaşık yaşamın Dünya’da ortaya çıkması yaklaşık 3,5 milyar yıl sürdüğünden, turuncu cüce yıldızların daha uzun ömürleri, yaşanabilir bölgelerindeki gezegenlere yaşam geliştirmeleri ve biyolojik çeşitlilik kazanmaları için daha fazla zaman verebilir. Araştırmacılar, bir gezegenin boyutu ve kütlesinin de yaşamı ne kadar iyi destekleyebileceğini araştırdılar. Dünya’dan boyut açısından daha büyük olan kayalık bir gezegen daha fazla yaşanabilir yüzey alanına ve potansiyel olarak daha kalın, daha kararlı bir atmosfere sahip olacaktır. Dünya’nın yaklaşık 1,5 katı kütleye sahip bir gezegen, muhtemelen iç ısısını daha uzun süre koruyacak, bu da çekirdeğini erimiş hâlde tutmasına ve daha uzun süre aktif olan koruyucu manyetik alan yaşamın ortaya çıkmasına yardımcı olacaktır.
Dünya’dan ortalama sekiz derece daha sıcak olan gezegenler, Dünya’da daha fazla biyolojik çeşitliliği teşvik eden daha geniş tropik bölgelere sahip olabileceklerinden daha yaşanılabilir kabul edilebilir. Bununla birlikte, daha sıcak gezegenler daha fazla neme ihtiyaç duyabilir, çünkü yüksek atmosfer sıcaklık ortalaması çölleri genişletebilir. Buna ek olarak, Dünya’yla aynı miktarda kara alanına sahip ancak daha küçük kıtalara bölünmüş gezegenler de daha yaşanabilir olabilir. Kıtalar özellikle büyük olduklarında, merkezleri okyanuslardan uzaktır, bu da büyük kıtaların iç kısımlarını geniş, yaşanmaz çöller haline getirir. Dahası, Dünya’nın sığ suları derin okyanuslarından daha fazla biyolojik çeşitliliğe sahiptir, bu nedenle bilim insanları daha sığ sulara sahip gezegenlerin daha fazla yaşamı destekleyebileceğini düşünmektedir. Sığ su ancak kıtaların kıyı uzunluğuyla orantılıdır. Tüm bu benzeri fiziksel özellikleri ele aldığımızda engin olasılık kümesi oldukça hızlı bir biçimde daralıyor. Bu durumda nasıl bakarsak bakalım dünyanın biricik olduğunu söylemek güvenli görünüyor.4
Dünya, gezegenimizdir ve her yönüyle yaşamla ilgili tek referans ölçeğimizdir. Gezegenimizdeki biyosferin jeosferle ne kadar iç içe geçmiş olduğunu gözlemliyoruz; bu durum komşu gezegenler veya Güneş sistemindeki uydularla tam bir tezat oluşturuyor. Bu gezegenler cansızdır. Biyolojinin çeşitliliği ve gezegenimizdeki büyük biyokütle göz önüne alındığında, galaksimizde veya evrende yaşam için üzerinde yaşadığımız gezegenden daha uygun başka gezegenlerin olup olmadığını sormak dikkat çekici bir soru. Yine de yaşam için en uygun gezegen olarak Dünya’ya atıfta bulunulması insan merkezci ve yer merkezci olarak da değerlendirilebilir.
Aslında, Dünya’nın doğal tarihi, yaşanabilirliğin jeolojik çağlar boyunca oldukça önemli ölçüde dalgalandığını göstermektedir. Bu sadece biyosferin büyük bölümünü yok eden büyük asteroit çarpmaları ya da diğer felaketler nedeniyle değil aynı zamanda sıcaklığın çok uzun dönemler son derece soğuk olduğu doğal döngülerle de ilgilidir. Gezegenimizin yaşanabilirliğinde yaklaşık 2,4 milyar yıl önceki Büyük Oksijenlenme Olayı’ndan önce ve sonra da büyük farklılıklar mevcuttu ve daha yüksek oksijenlenme içeriği aerobik metabolizmanın gelişmesinde ve bununla birlikte karmaşık yaşamın ortaya çıkmasında önemli bir rol oynadı. Karmaşık yaşamdan, Dünya’daki hayvanlar, bitkiler ve mantarlarla benzer işlevlere sahip çok hücreli makroskopik yaşamı anlıyoruz.
Bu uyarıları akılda tutarak, güneş sistemi dışında ötegezegenlerin potansiyel yaşanabilirliğini Dünya’nınkiyle karşılaştırırken, Dünya’nın bugünkü yaşanabilirliğini eş deyişle bildiğimiz tüm biyokütle ve biyoçeşitliliği örnek alıyoruz. Bu yaşanabilirlik, gezegenin fiziksel şartlarına bağlı görünürken yaşamın hangi şartlar altında cansız olandan ayrıldığı uzun yüzyıllardır üzerine mürekkep harcadığımız bir konu. Bu noktada canlılığın ne gibi ilkeler üzerinden anlaşılabileceği çok uzun tartışmaların konusu iken şu birkaç noktayı dile getirerek yazımızı sonlandırabiliriz.
Yaşamın teleonomik karakteri, yaşamın tüm benzersiz özellikleri arasında tartışmasız en çarpıcı olanıdır. Cansız varlıkların aksine, tüm yaşam formları bir süreci/amacı takip ediyor gibi görünmektedir. Genel kabul gördüğü gibi: “Canlı sistemler, otonom fâillerdir ve kendi adlarına hareket ederler”. Çoğalan ya da kendi kendini kopyalayan bir sistem kinetik seçilim yoluyla metabolik (enerji toplama) kabiliyeti kazandığında, termodinamik kısıtlamalardan (entropi) etkin bir şekilde “kurtulur” ve bu noktada çoğalan sistem teleonomik bir karakter kazanmış olur. Cisimlerin üzerinde etkin olan termodinamik süreçlere değil, tezâhürü bizim tarafımızdan teleonomik karakter olarak yorumlanan otonom bir yapı kazanmıştır: Kendiliğinden hareket ve üreme.
Bu kendiliğin yanında yaşamın çeşitliliği de göz kamaştırıcıdır. Yaşamın çeşitliliği açık ve nettir. Kutuplardan ekvatora, denizin dibinden atmosferin en üst katmanlarına kadar akla gelebilecek her türlü ekolojik nişi işgal eden türler vardır ve yeryüzünde yaşayan türlerin sayısı milyonlarla ifade edilmektedir. Çeşitliliğe ilişkin açık kanıtlara rağmen, gezegenin hangi fiziksel özelliklerinin bu çeşitliliği besleyici bir karakter gösterdiği henüz karar verdiğimiz bir konu değildir. Yaşamı belirleyen sadece bu iki özellik bile Dünya’nın biricikliğinin kolay kolay terk edilecek bir fikir olmadığını bizlere göstermektedir. Dünya biricikliğiyle son nefesimizi verdiğimiz yer olmaya devam edecektir.