Yaşam için gerekli moleküller nereden gelir? Öncelikle küçük organik moleküller ortaya çıkmış ve daha sonra bu moleküller proteinler ve karbonhidratlar gibi daha büyük moleküllerle birleşmiş olabilirler. İkinci bir ihtimal ise, onların güneş sistemimizde bulunması yani uzay kökenli olmalarıdır. Bu hafta AIP Publishing’den Journal of Chemical Physics’te yayınlanan yeni bir araştırma, bir dizi küçük organik molekülün radyasyonla dolu soğuk, uzay benzeri bir ortamda oluşabileceğini gösteriyor.
Kanada’daki Sherbrooke Üniversitesi’nden araştırmacılar, metan ve oksijen içeren ince buz filmlerinin elektron kirişleri tarafından ışınlandığı simüle eden uzay ortamları yarattı. Elektronlar veya diğer radyasyon formları sözde moleküler buzlara çarptığında, kimyasal reaksiyonlar meydana geldi ve yeni moleküller oluştu. Bu çalışmada, elektron uyarımlı desorpsiyon (ESD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve sıcaklık programlı desorppsiyon (TPD) gibi çeşitli gelişmiş teknikler kullandı.
Deneyler, kullanılan analiz teknikleri için gerekli olan ve dış boşluğun yüksek vakum koşulunu taklit eden vakum koşulları altında gerçekleştirildi. Bu deneylerde kullanılan metan ve oksijen içeren donmuş filmler, yıldızlararası ortamda bulunan yoğun ve soğuk moleküler bulutlarda toz tanelerinin çevresinde çeşitli buz türlerinde (sadece donmuş su değil) oluştuğu için, benzer bir ortamı taklit eder. Bu buz gibi ortamlar, kuyruklu yıldızlar, asteroitler ve aylar gibi güneş sistemindeki nesneler üzerinde de bulunur.
Uzaydaki bu buz gibi yüzeylerin hepsi manyetik alanların bulunduğu çoklu formdaki radyasyona maruz kalırlar ve yüklü parçacıkları yıldızlardaki (güneş) rüzgardan bu donmuş nesnelere doğru hızlandırırlar. Önceki çalışmalar, ultraviyole veya diğer radyasyon türlerini kullanarak uzay ortamlarında meydana gelebilecek kimyasal reaksiyonları araştırmıştır ancak bu çalışma, ikincil elektronların rolüne ilk detaylı bir bakıştır.
X-ışınları veya ağır partiküller gibi yüksek enerjili radyasyon, madde ile etkileşime girdiğinde çok miktarda ikincil elektron üretilir. Düşük enerjili elektronlar (LEES) olarak da bilinen bu elektronlar, daha fazla kimyasal etkileşime yol açacak kadar güçlüdürler. Bu çalışmada buz gibi filmlerle etkileşime giren LEE’ler araştırıldı. Bu grup tarafından daha önce yapılan çalışmalar, LEE’lerin ışınları ile ışınlanarak çıkarılan pozitif yüklü reaksiyon ürünlerini ele alırken, bu hafta yapılan çalışmada, araştırmayı negatif iyonları ve filmde gömülü kalan yeni molekülleri kapsayacak şekilde genişletti.
Araştırma grubu, LEE’lere tabi buzlu filmlerde çeşitli küçük organik moleküllerin üretildiğini tespit etti. Propilen, etan ve asetilenin hepsi donmuş metan filmlerinde oluşturuldu. Dondurulmuş bir metan ve oksijen karışımı LEE’lerle ışınlandığında, etanolün oluştuğuna dair doğrudan kanıt bulmuşlardı.
Metanol, asetik asit ve formaldehit de dahil olmak üzere diğer birçok küçük organik molekül için dolaylı kanıt bulunmuştur. Buna ek olarak, hem X-ışınları hem de LEE’ler, farklı oranlarda olsalar da benzer sonuçlar üretti. Dolayısıyla, yaşamın yapı taşlarının, iyonize radyasyonun herhangi bir biçimine maruz kalan uzayda buzlu yüzeylerde ikincil elektronlar tarafından uyarılan kimyasal reaksiyonlarla oluşmuş olması mümkündür.
Dergi Referansı: Sasan Esmaili, Andrew D. Bass, Pierre Cloutier, Léon Sanche, Michael A. Huels. Synthesis of complex organic molecules in simulated methane rich astrophysical ices. The Journal of Chemical Physics, 2017; 147 (22): 224704 DOI: 10.1063/1.5003898
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171212125443.htm
Çeviren: Bünyamin Tan