Kaliforniya Üniversitesi – San Diego
Astrofizik teknolojisi ve araştırmaları ilerlemeyi sürdürürken, bir soru hâlâ yanıt bekliyor: Evrenin diğer bölgelerinde hayat var mı? Tek başına Samanyolu Galaksisi bile yüz milyarlarca gök cismi barındırır; bununla birlikte, bilim insanları sürmekte olan arayışlarında çoğu zaman şu üç hayati unsuru arar: Su, enerji ve organik madde. Eldeki kanıtlar, Satürn’ün buzul uydusu Enceladus’un bunların üçünü de içeren bir ‘okyanus dünyası’ olduğunu gösteriyor. Bu da onu yaşam arayışında öncelikli hedef haline getiriyor.
NASA’nın Cassini uzay aracı, 20 yıllık görevi esnasında, buz akıntılarının Enceladus’un yüzeyinden saatte yaklaşık 1300 kilometre hızla uzaya püskürdüğünü keşfetti. Bu püskürmeler, numune toplamak ve Enceladus’taki okyanusların bileşimini ve potansiyel yaşanabilirliği incelemek bağlamında kusursuz bir fırsat sunuyor. Fakat şu ana dek buz jetlerinin hızının, buz taneleri içinde bulunan herhangi bir organik bileşiği parçalayıp parçalamayacağı ve neticede numuneleri bozup bozmayacağı bilinmiyordu.
ÇARPIŞMADAN SAĞ KURTULDULAR
Şimdi San Diego Kaliforniya Üniversitesi’nden bazı araştırmacılar, buz bulutlarında taşınan amino asitlerin saniyede 4,2 kilometreye varan çarpma hızlarında dahi hayatta kalabileceğine ilişkin kesin laboratuvar kanıtları ortaya koydu. Bu durum, uzay aracı tarafından örnek toplama işlemi sırasında gerçekleştirilen tespiti de destekliyor. Bulgular, Ulusal Bilimler Akademisi Bülteni’nde (PNAS) yayınlandı.
ABD’deki San Diego Kaliforniya Üniversitesi’nden Kıdemli Kimya ve Biyokimya Profesörü Robert Continetti ve meslektaşları, 2012 yılından itibaren tekil aerosollerin ve parçacıkların yüksek hızlardaki çarpışma dinamiklerini incelemek amacıyla özel olarak tasarlanan benzersiz bir aerosol çarpma spektrometresi icat etti. Bu icat, özellikle buz tanelerindeki çarpışma etkilerini incelemek amacıyla yapılmamış olmasına karşın, bunu yapmak için gereken makinenin tam olarak bu olduğu anlaşıldı.
Continetti, konuya ilişkin değerlendirmesinde, “Bu araç, dünyada tek tek parçacıkları seçebilen ve onları seçilen son hızlara ulaştırabilen ya da yavaşlatabilen, türünün tek örneği. Birkaç mikrondan yüzlerce nanometre çapa varıncaya dek çok farklı malzemeler üzerinde nasıl dağıldıkları ya da çarpmanın ardından yapılarında oluşan değişimler gibi parçacık davranışlarını gözlemleyebiliyoruz” ifadelerini kullandı.
EUROPA DA MERCEK ALTINDA
NASA 2024 yılında Jüpiter’e gidecek olan Europa Clipper’ı uzaya gönderecek. Jüpiter’in en büyük aylarından biri olan Europa, bir diğer okyanus gezegeni ve Enceladus’unkine benzeyen buzul bir bileşime sahip. Clipper’ın ya da sonraki yıllarda Satürn’e yollanacak herhangi bir araştırma aracının, buz taneciklerinde, bu ayların yer altı okyanuslarında yaşamın mevcut olup olmadığını ima edebilecek belirli bir molekül grubunu saptayabileceğine ilişkin bir umut mevcut. Bununla birlikte, moleküllerin aydan uzaya doğru gerçekleşen süratli püskürmelerden ve sonda tarafından toplanma sürecinden sağ çıkmaları gerekiyor.
Buz parçacıklarının barındırdığı belirli moleküllerin yapısına ilişkin çeşitli araştırmalar yapılmış olsa da Continetti’nin ekibi, tek bir buz tanesi bir yüzeye çarptığında ne olacağını anlamaya çalışan ilk grup. Deneyi gerçekleştirmek için suyun yüksek voltaja maruz kaldığı bir iğneden püskürtüldüğü ve suyu giderek daha küçük damlacıklara ayıran bir yükün yaratıldığı ‘elektrosprey iyonizasyonu’ kullanılarak buz taneleri yaratıldı.
Ardından, damlacıklar donduruldukları bir vakum alanına püskürtüldü. Ekip buz taneciklerinin kütlelerini ve yüklerini tespit etti; daha sonra taneleri spektrometreden geçtikleri esnada gözlemlemek amacıyla ‘görüntü yükü detektörlerini’ kullandı.
GÜNEŞ SİSTEMİ’Nİ ANLAMAK İÇİN BÜYÜK BİR ADIM
Deneyin en önemli unsurlarından biri, çarpma anını nanosaniye ölçeğine dek doğru şekilde zamanlamak için bir ‘mikrokanal plaka iyon dedektörü’ kurmak oldu. Elde edilen sonuçlar çoğu zaman ‘yaşamın yapı taşları’ diye adlandırılan amino asitlerin, saniyede 4,2 km’lik çarpma hızlarına dek sınırlı parçalanma ile saptanabileceğini ortaya koydu.
Continetti, “Güneş Sistemi’nde ne tür bir yaşamın mümkün olabileceğine ilişkin bir kanıya varmak için, örneklenen buz tanelerinde çok fazla moleküler parçalanma yaşanmadığını görmek istersiniz; bu sayede onu kendi kendine yeten bir yaşam formu yapan şeyin parmak izini alabilirsiniz. Araştırmalarımız, bunun Enceladus’un buz tanecikleri bağlamında mümkün olduğunu gösteriyor” değerlendirmesini yaptı.
‘BU KEŞFİN TEMEL KİMYA BAĞLAMINDA DA ETKİLERİ VAR’
Continetti’nin araştırması, tuzun belirli amino asitlerin saptanabilirliğini nasıl etkilediği de dahil olmak üzere, kimyanın kendisi açısından ilgi çekici sorular açığa çıkarıyor. Enceladus’un Dünya’da bulunandan daha fazla miktarda su barındıran tuzlu okyanuslar içerdiği düşünülüyor. Tuz, çözücü olarak suyun niteliklerini ve farklı moleküllerin çözünürlüğünü değiştirdiği için, bu durum kimi moleküllerin buz tanelerinin yüzeyinde biriktiği ve bunların saptanma ihtimalinin daha fazla olduğu manasına gelebilir.
Continetti, “Bu bulgunun, bu okyanusla kaplı ayların yüzeyinde araştırma görevleri gerçekleştirilmeksizin Güneş Sistemi’nin farklı bölgelerinde var olabilecek yaşamı saptama alanında yaratacağı etkiler aşırı derecede heyecan verici; öte yandan, yaptığımız araştırmalar, buz tanelerinde taşınan biyolojik imzaların sınırlarının ötesine geçiyor” dedi ve ekledi:
“Bu keşfin temel kimya bağlamında da etkileri var. San Diego Kaliforniya Üniversitesi’nde kurucu öğretim üyesi olan Harold Urey ve Stanley Miller’ın izinden giderek, buz tanesinin çarpmasıyla tetiklenen kimyasal tepkimeler sonucunda ortaya çıkan yaşam yapı taşlarının oluşumuna göz atabilme ihtimali bize heyecan veriyor.”
Yazının orijinali Science Daily sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)
