Genç Yıldızın Diskinde Yaşamın Kimyasal Temelleri Bulundu
Gökbilimciler, gezegen oluşum diskinde şeker ve amino asitlerin öncüsü olarak kabul edilen karmaşık organik moleküllerin izlerini keşfettiler.
Güçlü Atacama Büyük Milimetre/milimetre altı Dizisi’ni (ALMA) kullanan Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden (MPIA) Abubakar Fadul liderliğindeki bir araştırma ekibi, patlayan protoyıldız V883 Orionis’i çevreleyen protoplaneter disk içinde çeşitli karmaşık organik moleküller tespit etti. Tespit edilen 17 bileşik arasında, her ikisi de bu tür bir ortamda ilk kez görülen etilen glikol ve glikolonitril de vardı. Bu moleküllerin, yaşamın oluşumuna katkıda bulunan erken kimyasal bileşenler olduğu düşünülüyor.
Bu keşif, yaşamın yapı taşlarının uzayda ortaya çıktığına dair giderek artan kanıtlara katkıda bulunuyor. Evrendeki farklı bölgeleri karşılaştıran araştırmacılar, sistemler erken yıldız oluşum bulutlarından olgun gezegen sistemlerine doğru evrimleştikçe karmaşık moleküllerin konsantrasyonunun ve çeşitliliğinin arttığını gözlemlediler. Bu model, yaşam için gerekli hammaddelerin uzayda yaygın olarak üretilip evrene geniş çapta dağılmış olabileceği fikrini destekliyor. Ekibin bulguları Astrophysical Journal Letters dergisinde yayınlandı.
Gökbilimciler daha önce yıldız ve gezegen oluşumuyla bağlantılı alanlarda karmaşık organik moleküller (COM’lar) bulmuşlardı. Bu moleküller, en az bir karbon atomu da dahil olmak üzere beşten fazla atom içerir ve genellikle amino asitler ve nükleik asitler gibi yaşamı destekleyen kimyasalların erken formlarını temsil eder. V883 Orionis’te 17 COM’un yeni tespiti, bu bileşiklerin yıldız oluşumunun erken aşamaları ile gezegenlerin gelişimi arasında nasıl evrimleştiğine dair önemli bir içgörü sunuyor. Bunlar arasında glikolonitril, glisin ve alaninin (her ikisi de amino asit) yanı sıra DNA’da bulunan bir nükleobaz olan adeninin kimyasal öncüsü olarak görev yaptığı için özellikle önemlidir.
Prebiyotik moleküllerin oluşumu yıldızlararası uzayda başlar
“Bulgularımız, yıldızlararası bulutlar ile tamamen gelişmiş gezegen sistemleri arasında doğrusal bir kimyasal zenginleşme ve artan karmaşıklığa işaret ediyor,” diyor MPIA’dan Abubakar Fadul.
Soğuk bir protoyıldızdan, toz ve gaz diskiyle çevrili genç bir yıldıza geçiş, şiddetli bir şok gazı, yoğun radyasyon ve hızlı gaz çıkışı evresiyle birlikte gerçekleşir.
Bu tür enerjik süreçler, önceki aşamalarda oluşan karmaşık kimyanın çoğunu yok edebilir. Bu nedenle bilim insanları, yaşama dönüşmek için gereken kimyasal bileşiklerin çoğunun, kuyrukluyıldızlar, asteroitler ve gezegenler oluşurken yıldızlararası disklerde yeniden üretilmesini gerektiren sözde bir “sıfırlama” senaryosu ortaya koymuşlardı.
MPIA bilim insanı ve ortak yazar Kamber Schwarz, “Şimdi tam tersinin doğru olduğu anlaşılıyor,” diye belirtiyor. “Sonuçlarımız, gezegen öncesi disklerin daha önceki aşamalardan karmaşık moleküller miras aldığını ve karmaşık moleküllerin oluşumunun gezegen öncesi disk aşamasında da devam edebileceğini gösteriyor.” Nitekim, enerjik yıldız öncesi evre ile gezegen öncesi diskin oluşumu arasındaki süre, tek başına, COM’ların tespit edilebilir miktarlarda oluşması için çok kısa olurdu.
Sonuç olarak, biyolojik süreçleri önceden tanımlayan koşullar, tek tek gezegen sistemleriyle sınırlı olmak yerine yaygın olabilir.
Gökbilimciler, yıldızların oluşumundan önceki yoğun toz ve gaz bölgelerinde metanol gibi en basit organik molekülleri buldular. Uygun koşullar altında, V883 Orionis’te keşfedilen türlerden biri olan etilen glikol içeren karmaşık bileşikler bile içerebilirler. “Yakın zamanda uzayda keşfedilen bir molekül olan etanolaminin UV ışınımıyla etilen glikol oluşabileceğini keşfettik,” diye ekliyor MPIA Yaşamın Kökeni Laboratuvarı’nın başkanı ve ortak yazarlarından Tushar Suhasaria. “Bu bulgu, etilen glikolün bu ortamlarda oluşabileceği fikrini destekliyor, ancak aynı zamanda UV ışınımının baskın olduğu moleküler evrimin sonraki aşamalarında da oluşabileceği fikrini destekliyor.”
DNA ve RNA’yı oluşturan amino asitler, şekerler ve nükleobazlar gibi biyoloji açısından kritik öneme sahip daha gelişmiş ajanlar, Güneş Sistemi’ndeki asteroitlerde, meteoritlerde ve kuyrukluyıldızlarda bulunur.
Buzda Gömülü – Yıldızlar Tarafından Yeniden Yüzeye Çıkarılmış
Bu KOM’ları sentezleyen kimyasal reaksiyonlar, soğuk koşullar altında, tercihen daha sonra daha büyük nesneler oluşturmak üzere pıhtılaşan buzlu toz tanecikleri üzerinde meydana gelir. Kaya, toz ve buz karışımlarının içinde saklı kaldıklarından, genellikle tespit edilemezler. Bu moleküllere erişmek, yalnızca uzay sondalarıyla kazı yaparak veya buzu buharlaştıran harici ısıtma ile mümkündür.
Güneş Sistemi’nde Güneş, kuyruklu yıldızları ısıtır ve bu da kuyruklu yıldız çekirdeklerini çevreleyen etkileyici gaz ve toz kuyrukları veya komalar, yani esasen gaz halindeki zarflar oluşturur. Bu şekilde, ışığın gökkuşağı benzeri bir şekilde parçalanması olan spektroskopi, serbest kalan moleküllerin emisyonlarını tespit edebilir. Bu spektral parmak izleri, gökbilimcilerin daha önce buza gömülmüş molekülleri tanımlamalarına yardımcı olur.
Benzer bir ısıtma süreci V883 Orionis sisteminde de gerçekleşmektedir. Merkezi yıldız, çekirdeğindeki füzyon ateşini ateşleyene kadar çevresindeki diskten gaz biriktirerek büyümeye devam eder. Bu büyüme dönemlerinde, içeri düşen gaz ısınır ve yoğun radyasyon patlamaları üretir. Fadul, “Bu patlamalar, tespit ettiğimiz kimyasalları serbest bırakarak, çevredeki diski buzlu ortamlara kadar ısıtacak kadar güçlüdür,” diye açıklıyor.
Schwarz, “Etilen glikol ve glikolonitril de dahil olmak üzere karmaşık moleküller radyo frekanslarında yayılır. ALMA bu sinyalleri tespit etmek için mükemmel bir şekilde uygundur,” diyor. MPIA gökbilimcilerine, Şili Atacama Çölü’nde 5.000 metre yükseklikte faaliyet gösteren Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) aracılığıyla bu radyo interferometresine erişim hakkı verildi. ALMA, gökbilimcilerin V883 Orionis sistemini tam olarak tespit etmelerini ve zayıf spektral imzaları aramalarını sağladı ve bu da nihayetinde tespitlere yol açtı.
Önümüzdeki diğer zorluklar
Schwarz, “Bu sonuç heyecan verici olsa da, spektrumlarımızda bulduğumuz tüm imzaları henüz çözemedik,” diyor. “Daha yüksek çözünürlüklü veriler, etilen glikol ve glikolonitril tespitlerini doğrulayacak ve hatta henüz tanımlayamadığımız daha karmaşık kimyasalları bile ortaya çıkaracak.”
Fadul, “Belki de daha da gelişmiş moleküller bulmak için elektromanyetik spektrumun diğer bölgelerine de bakmamız gerekiyor,” diye belirtiyor. “Başka neler keşfedebileceğimizi kim bilir?”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Uzayın Bebekleri: JWST, 2.7 Milyon Işıkyılı Uzaklıktaki Galakside Genç Yıldızları İlk Kez Gözlemledi