Uzayda yaşam arayışının yolu kimyadan geçer!

Paul Rimmer

Evrende yalnız mıyız? Bu soru binlerce yıldır hep aklımızda oldu. Ancak bilim şimdi gerçek bir yanıt vermenin eşiğine geldi. Artık Güneş sistemimiz dışında, bildiğimiz kadarıyla yaşamın var olabileceği yörüngelerde dönen onlarca kayalık gezegenin varlığından haberdarız. Ve çok yakında, James Webb Uzay Teleskopu’nun göreve başlamasıyla birlikte, bu dünyaların bazılarının atmosferine yakından bakma şansını yakalayacağız.

Peki ama ne aramamız gerekiyor? Science Advances dergisinde yayınlanan yeni çalışmamızda, yaşamın yapı taşlarını meydana getirmeye yetecek gezegen ısısı ve ışık koşullarının bileşimlerini ele alıyoruz.

Bildiklerimizle yola çıktık. Yeryüzünde, bitkilerin enerji ürettikleri fotosentez süreci, karbondioksit molekülleri açısından zengin olan atmosferimizi, oksijen molekülleri açısından zengin bir atmosfere dönüştürdü. Zira, bitkiler karbondioksit ve suyu, güneş ışığı kullanarak şeker ve oksijene dönüştürür.

Bu sebeple, özellikle de metanla birlikte bulunduğunda, moleküler oksijenin varlığı, (bitki ve bakteriler metan üretebildiği için) yaşamın varlığının da göstergesi olabilir. Karbonmonoksit yokluğuna karşın karbondioksit ve metan bulunsaydı, bu da dış gezegenler açısından bir hayat belirtisi olabilirdi. Bildiğimiz kadarıyla bunun sebebi, yaşamın, karbondioksit açısından zengin bir atmosferde karbonmonoksit üretmeksizin çok miktarda metanı serbest bırakabilmesinin birçok yolunun olması.

Başka ihtimaller de olabilir; bilim insanları şimdiye kadar düşünmediğimiz biyo-imzaları (yaşam belirtilerini) tanımlamak için bütün küçük molekülleri gözden geçiriyor.

‘YAŞANABİLİR BÖLGELER’LE İLGİLİ SORUNLAR

Eğer tam olarak neyi arayacağımızı bilseydik, nereye bakmamız gerekirdi? Tüm evreni yaşam için taramamız mümkün değil. Her seferinde ancak kısıtlı sayıdaki yerel sistemlere bakmamız gerekiyor.

Yaşamın devamı noktasında, bir dış gezegenin yüzeyinde sabit miktarda sıvı su oluşması için, o gezegenin bir yıldızdan doğru uzaklıkta bulunması gerekiyor. Bu kriterin karşılandığı bölgeye “yaşanabilir bölge” adı veriliyor. Yaşam barındıran küçük bir şişe alsak ve onu bu bölgede bulunan bir gezegenin yüzeyine dökseydik, hayatta kalabilirdi. Kısacası, araştırmaya başlamak için en uygun olanı, yine bu gezegenlerdir.

Diğer yandan, bu araştırma, yaşamın kendi başına ortaya çıkıp çıkamayacağı sorusunu ele almaz. Bildiğimiz üzere yaşam, bir hücre içerisinde çeşitli işlevleri yerine getirebilen farklı moleküler yapılara ihtiyaç duyar. Bunlarsa, (lipitler, nükleotitler ve amino asitler gibi) görece basit yapı bloklarından oluşan DNA, RNA, proteinler ve hücre zarlarını içerir. Uzun süreden beri, bu yapı taşlarının nasıl ortaya çıktığı bilinmiyordu; ancak son zamanlarda, Dünya yüzeyinde nasıl oluştuklarını anlama yolunda büyük mesafe alındı.

Örnek olarak, suyun içindeki hidrojen sülfürün (doğada bulunan kimyasal bir bileşik) üzerinde gerçekleşen ultraviyole ışını parlaması neticesinde, bisülfit gibi negatif yüklü bir iyon (elektron kazanmış bir atom veya molekül) ve bunun yanında basit şekerler oluşuyor.

Hidrojen siyanür, güneş sistemlerini ve kuyruklu yıldızları oluşturan “gezegen dışı disklerde” bol miktarda bulunur ve bir gezegenin yüzeyinde de çarpmalar vesilesiyle oluşabilir. Yeryüzünde bulunan bisülfit, büyük ihtimalle yanardağlardan püsküren ve su içerisinde ayrışan kükürt dioksitten oluşmuştur; (benzeri bir durum) dış gezegenlerde de gerçekleşebilir.

Hidrojen siyanür ve negatif yüklü bir iyon, belirli ortamlar ve doğru koşullar altında, yaşamın yapı taşlarının birçoğunun seçici ve oldukça yoğun biçimde oluşmasını sağlayabilir. Öte yandan, bu reaksiyonların doğru miktarda Ultra-Viyole (mor-ötesi / UV) ışığına maruz kalması gerekir. Işığın olmadığı koşullarda, aynı moleküller -hidrojen siyanür ve bisülfit - yaşamın yapı taşlarına yol açmayan ürünler meydana getirmek üzere çok daha yavaş bir tepkimeye girer.

YAŞANABİLİR BÖLGENİN KAYNAĞI

Bu reaksiyonların ışık ve karanlıktaki hızları laboratuvarda ölçülebilir ve yeni çalışmamızda yaptığımız şey de budur. Bu hızların karşılaştırılması, bir “abiyogenez bölgesi”ni (“yaşamın köken bölgesi” anlamına gelir) tanımlamamıza olanak sağladı; bu bölge, karanlıkta gerçekleşen kimyaya üstün gelen ışık altındaki kimyanın ortaya çıktığı (yeterli ışığın bulunduğu), bir yıldızdan doğru uzaklıkta bulunan alandır.

Güneş benzeri yıldızlara bakıldığında, abiyogenez bölgesi, yaşanabilir bölgeyle örtüşür. Buna karşın, daha soğuk yıldızlar açısından hikâye daha karmaşık. Daha serin olan yıldızlar aktif dönemlerini geride bıraktığında, abiyogenez bölgesinin yaşanabilir bölgeyle örtüşmesi için yıldıza çok yakın olması gerekir. Ancak daha serin yıldızlar da çok aktif olabilir, sıkça ve büyük ışık atımları gerçekleştirebilirler. Peki, bu parlamalar, yaşamın yapı taşlarına giden kimyayı ortaya çıkarmak için yeterli midir? Bu mümkün olabilir; fakat çevrelerindeki gezegenlerin kesin olarak yaşama elverişli olduğunu söylemek için daha fazla eylem gereklidir.

Sonuçlarımızı, yaşam için elverişli olarak tanımlanan, yaşanabilir bölgede sınıflandırılmış dış gezegenlerden oluşan bir katalogla karşılaştırdık ve iki aday bulduk. Kepler-452b gezegeni hem yaşanabilir hem de abiyogenez bölgelerinde olduğu kesin biçimde tespit edilmiş, bildiğimiz en küçük gezegen. Bundan başka, dış gezegen Kepler-62e de abiyogenez bölgesinde olabilir; ancak karasal olması pek mümkün görünmüyor.

Maalesef, bu dış gezegenlerin ikisi de James Webb Teleskopu’nun araştırma yapabilmesi için çok uzak. Hem yaşanabilir hem de abiyogenez bölgelerinde henüz bir dış gezegen bulamamış olsak bile, dış gezegenleri nefes kesici bir hızda keşfediyoruz; daha şimdiden binlercesi keşfedildi. Yani, bu tür (her iki bölgede birden bulunan) dış gezegenleri keşfetmemiz çok uzun sürmeyebilir. Örneğin, Transit Dış Gezegen Araştırma Uydusu’nun (TESS), Kepler-452b gibi dünyamıza daha yakın sistemler bulma olasılığı oldukça yüksek. O zamana dek, yaşam için elverişli olup olmadığını anlamak amacıyla, yaşanabilir bölgelerde bulunan devasa gaz gezegenlerinin yörüngesinde dönen uyduları araştırmak için de bu yöntemi kullanabiliriz.

Bu çalışma heyecan verici olsa bile, bir problemi tek bir veri noktasını baz alarak çözmenin çok zor olduğunu unutmamak gerekir. Şu an için Dünya, yaşam açısından sahip olduğumuz tek veri noktası. Eğer, gelecekte, yaşama ilişkin çok sayıda örnek bulursak, abiyogenez bölgesi gibi kavramlar, farklı yaşam teorilerinin iddialarını test etmek ve Dünya’da yaşamın nasıl ortaya çıktığına ve başka bir şekilde başlamasının mümkün olup olmadığına ilişkin yeni bir anlayış kazanmak için kullanılabilir. Ama elbette, en şaşırtıcısı, Güneş sistemimizin dışında bir yerde hayatın varlığını keşfetmek olacak.

*Makalenin İngilizce orijinali The Conversation sitesinde yayımlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)