Yaşam Bulmacasının Son Parçasını Çözdük
Bir kuyruklu yıldızda fosfor bularak yaşam bulmacasının son parçasını çözdük.
Kuyruklu yıldızlar Dünya’daki yaşam için gerekli unsurları sağlıyor mu? Görünen o ki giderek bunu sağlayabileceğe benziyor. En azından bir kuyruklu yıldız ’67P/Churyumov-Gerasimenko’ için sağladığını söyleyebiliriz.
Avrupa Uzay Ajansı ESA’nın Rosetta görevinden elde edilen verileri kullanan yeni bir çalışma, bu kuyruklu yıldızın hayati önem taşıyan fosfor elementini içerdiğini gösteriyor.
Yaşam için ham elementler; Karbon, Hidrojen, Azot, Oksijen, Fosfor ve Sülfür anlamına gelen CHNOPS olarak bilinir. Bu altı kimyasal elementin kombinasyonları, Dünya üzerindeki biyolojik moleküllerin büyük çoğunluğunu oluşturuyor. Birlikte, Dünya’nın yaşayan maddesinin neredeyse yüzde 98’ini oluşturuyorlar.
Bilim insanları daha önce diğer beşini kuyruklu yıldızlarda bulmuşlardı; bu nedenle fosforu bulmak, bu bulmacanın son parçası olabilir.
Araştırma ekibi, 67P / Churyumov-Gerasimenko kuyruklu yıldızının iç komasında fosfor ve florin buldu. Bunlar, Rosetta’nın COSIMA cihazı ile bulunan kuyruklu yıldızdan yalnızca birkaç kilometre uzakta toplanan katı parçacıklarda bulunuyorlardı.
Parçacıklar aletin hedef plakalarında toplandı ve bunların daha sonra uzaktan fotoğrafları çekildi. Görüntülerde tek tek parçacıklar seçildi ve ardından bir kütle spektrometresi ile ölçüldü.
Bunların hepsi, Rosetta’nın Eylül 2016’nın sonunda Comet 67P’ye kontrollü bir çarpma ile görevini bitirmesinden önce Dünya’dan yapıldı.
Kuyruklu yıldızlarda fosfor daha önce bulundu. 1987 tarihli bir makalede araştırmacılar, Halley’in kuyruklu yıldızından gelen tozdaki fosforun tespit edildiğini duyurdular. Ancak, bu muhtemelen belirsiz bir mineralde bulunan ve kimyasal olarak bulunmayan atomik fosfordu.
Daha sonra 2006’da NASA’nın Stardust uzay aracı, 81P / Wild kuyruklu yıldızından örneklerle geri döndü. Araştırmacılar, kalsiyumla ilişkili fosfor içeren tek bir parçacık buldular.
Bilim insanları, fosforun “büyük olasılıkla bir apatit-fosfat mineral grubu- parçacığı içinde bulunduğu” sonucuna vardılar. Ayrıca muhtemelen mevcut değildi.
Bu yeni bulgu farklı. Bu kez araştırmacılar, mineral veya metalik fosfordaki katı parçacıklarda fosfor iyonları buldular.
Turku Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nden proje lideri Harry Lehto, “Apatit minerallerinin fosfor kaynağı olmadığını gösterdik, bu da keşfedilen fosforun biraz daha indirgenmiş ve muhtemelen daha çözünür formda oluştuğunu gösteriyor.” dedi.
Araştırmaya eşlik eden basın bülteni, “yaşam için gerekli CHNOPS elementlerinin katı kuyruklu yıldızlarda ilk kez bulunduğunu” belirtiyor.
Yeni bulgu, Dünya’da yaşamın nasıl ortaya çıktığını anlamak için önemlidir. Fosfor, Dünya’daki yaşam için kritik öneme sahiptir ancak bir apatit mineraline kilitlenmişse, büyük ölçüde ulaşılamaz. Gaz halindeyse uygun değildir.
Ancak yeni keşfedilen fosfor daha elde edilebilir. Yazarların makalelerinde yazdıkları gibi, “Yaşam oluşturma sürecinde, suda çözünür reaktif fosfor bileşiklerinin, fosforilasyon (Bir fosfat grubunun organik moleküle bağlanması.) yoluyla nükleotid öncüllerini aktif nükleotidlere dönüştürmek için gerekliydi.”
Fosfor, Dünya’daki yaşam bulmacasının eksik parçalarından biridir. Erken Dünya’da çözünür fosfor içeren molekül eksikliği vardı. Deneyler, çözünür fosforun biyolojik moleküllerin kökeninde kritik bir rol oynayabileceğini göstermiştir.
Yazarlar, “Çözünür P, HCN ve H2S’nin; nükleotidlerin, amino asitlerin ve fosfogliserin omurgalarının prebiyotik sentezi için uygun besleme stoğu olarak hizmet edebileceği deneysel olarak gösterilmiştir.” diye yazıyorlar.
Ancak bu biyolojik molekülleri üretmenin en verimli yolu, yüksek oranda indirgenmiş fosfor formlarını içerir. Bu fosfor biçimleri çoğunlukla meteoritik malzemelerde veya muhtemelen elemental fosforda ortaya çıkar.
Şimdiye kadar, meteoritler (Uzaydan Dünya yüzeyine düşen maddelerin genel adı) veya muhtemelen jeokimyasal süreçlerin yaşam için gerekli olan prebiyotik fosforik materyallerden sorumlu olduğu biliniyordu.
Ancak bu çalışma, CHNO ve S ile birlikte P’nin artık kuyruklu yıldızlarda bulunduğunun bilindiğini ve bu kuyruklu yıldızların P’yi erken Dünya’ya ulaştırmış olabileceğini gösteriyor.
Ancak kuyruklu yıldızın teslim edilmesi fikrinde hala bir sorun var. Etki çok enerjikse, malzemeler tahrip olabilir veya değiştirilebilir. Bu yeni araştırmanın arkasındaki ekip, buna bir cevap bulabileceklerini düşünüyor.
“Gezegen yüzeyine erken gelen kuyruklu yıldız çarpmalarının, ağır taşlı göktaşlarının etkilerine kıyasla daha az enerjik olduğu ve böylece prebiyotik molekülleri daha sağlam bir durumda koruduğu düşünülebilir.”
Araştırmacılar sonuçları konusunda hala uygun şekilde ihtiyatlılar. Sonuçlar, yaşam için gerekli olan elementlerin kuyruklu yıldızlardan gelebileceğini ancak bu bileşiklerin çözünür ve mevcut olması gerektiğini gösteriyor. Bunlar, minerallere kilitlenemezler.
67P / C-G’den tespit edilen kuyruklu yıldız fosforunun çözünürlüğü net değil ancak meteorlarda ortak bir fosfor mineral kaynağı olan Apatit olamayacağı sonucuna varabiliriz. Ek olarak, diğer fosfat mineralleri olası değildir.
Sırada ne var?
Yazarlar, CHNOPS kuyruklu yıldızı teslimat fikrini ilerletmek için bir kuyruklu yıldız örnek geri dönüş görevinin gerekli olduğunu düşünüyorlar.
“Tüm CHNOPS elementlerinin varlığı, bir kuyruklu yıldıza gelecekteki bir kuyrukluyıldız örnek-dönüş görevi için güçlü bir öncül sağlıyor. Bu, tüm bileşiklerin varlığını ve bunların olası mineral kaynaklarını ve maddenin olası çözünürlüğünü doğrulayabilir. Bu aynı zamanda, bu CHNOPS elementlerinin göreceli miktarlarının kapsamlı bir analizine de izin verecektir. ”
NASA’nın Stardust görevi, Comet 81P / Wild 2 komasından kuyruklu yıldız tozu materyallerini yakaladı ve iade etti. Ve bilim insanları bu örneklerden çok şey öğrendi. Ancak bu örnekler, önemli olsalar da, bazı sınırlamalardan muzdaripti.
CCRSR- Yıldız tozunun ötesinde bir sonraki adım” adlı raporda yazarlar, “Bu örneklerin önemli sınırlamalara sahip olduğunu çünkü bunlar aşırı derecede yüksek hızlarda ve makul sayılarda toplandıkları için koma için bir kerelik rastgele bir örneklemeyi temsil eder ” dedi.
Bu nasıl geliştirilebilir? Aynı raporda, yazarlar, geliştirilmiş bir kuyruklu yıldız örnek dönüş görevinin neye benzeyeceğini açıkladılar.
“Bu görev; bir kuyruklu yıldızla buluşmak, kuyruklu yıldız koması içinde uzun süreli gözlemler yapmak (ancak kuyruklu yıldıza iniş yapmamak), farklı kaynak bölgelerini temsil eden çok sayıda koma örneğini nazikçe toplamak ve bunları çalışma için Dünya’ya geri göndermek üzere tasarlanmış bir uzay aracını kullanıyor.”
Faydalar? “Birincisi, numuneler çok daha düşük hızlarda yakalanacak, toplama sırasında numune tahribatı ve değişikliği ortadan kaldırılacak ve çok daha bozulmamış malzeme, özellikle organik ve kırılgan minerallerin geri dönüşüyle sonuçlanacak.
Bu gelişmiş görev aynı zamanda komadan ve gazdan çıkan uçucu maddelerin jetlerinden de örnekler toplayacaktı. Aynı zamanda çok daha fazla materyal toplayarak numuneyi istatistiksel olarak daha alakalı hale getirir.
Şimdilik, bu güncellenmiş görev sadece bir konsept. Ve orada değerli görev konseptleri konusunda hiçbir eksiklik yok. Bu sadece en değerli olanları seçme meselesidir.
Çeviri: Simge KARA
/Yaşam Bulmacasının Son Parçasını Çözdük/