Arizona Üniversitesi'nden
Atmosferik azotun organik makromoleküllere nasıl dahil edilebileceğini gösteren ilk deneysel kanıtlar bir Arizona Üniversitesi ekibi tarafından rapor edilmektedir. Bulgu, bilim adamlarının yaşam öncesi Dünya'nın kimyası için bir model olduğunu düşündüğü Satürn'ün uydusu Titan'da hangi organik moleküllerin bulunabileceğini gösteriyor.
UA’nın kimya ve biyokimya bölümünün bir üyesi iken araştırma yapan Hiroshi Imanaka, Dünya ve Titan'ın kalın, ağırlıklı olarak azot atmosferine sahip tek bilinen gezegen boyutundaki cisimler olduğunu söyledi.
Imanaka, karmaşık organik moleküllerin erken Dünya veya Titan'ın atmosferi gibi ortamlarda azot haline gelmesinin büyük bir gizem olduğunu söyledi.
UA’nın Ay ve Gezegen Laboratuvarı'nda araştırma görevlisi olan Imanaka, “Titan çok ilginç çünkü azotların hakim olduğu atmosferi ve organik kimyası Dünyamızdaki yaşamın kökeni hakkında bize bir ipucu verebilir. “Azot yaşamın vazgeçilmez bir öğesidir.”
Bununla birlikte, sadece herhangi bir azot yapmaz. Azot gazı, biyolojik sistemlerin temelini oluşturan reaksiyonları sürdürebilen kimyasal olarak daha aktif bir azot formuna dönüştürülmelidir.
Imanaka ve Mark Smith, Titan’ın atmosferine benzer bir azot-metan gazı karışımını, gazı yüksek enerjili UV ışınlarıyla ışınlayarak azot içeren organik moleküller koleksiyonuna dönüştürdüler. Laboratuvar kurulumu, güneş radyasyonunun Titan’ın atmosferini nasıl etkilediğini taklit etmek için tasarlanmıştır.
Bir UA profesörü ve kimya ve biyokimya başkanı Smith, azotun çoğunun gazlı yerine doğrudan katı bileşiklere taşındığını söyledi. Önceki modeller, nitrojenin gazlı bileşiklerden katı olanlara aşamalı olarak daha uzun bir süreçte hareket edeceğini öngörüyordu.
Titan turuncu renkte görünüyor çünkü organik moleküllerin bir dumanı gezegeni kaplıyor. Sisin içindeki parçacıklar nihayetinde yüzeye yerleşecek ve yaşam yaratabilecek koşullara maruz kalabilecekler, aynı zamanda Mountain View, Kaliforniya'daki SETI Enstitüsü'nde baş araştırmacı olan Imanaka.
Ancak, bilim adamları Titan’ın duman parçacıklarının azot içerip içermediğini bilmiyorlar. Partiküllerin bir kısmı UA ekibinin laboratuvarda yarattığı nitrojen içeren organik moleküllerle aynıysa, hayata elverişli koşulların daha muhtemel olduğunu söyledi.
Bunlar gibi laboratuvar gözlemleri, bir sonraki uzay görevlerinin neye bakması gerektiğini ve aramada yardımcı olmak için hangi araçların geliştirilmesi gerektiğini gösteriyor.
Imanaka ve Smith’in “Titan üst atmosferinde azotlu organik aerosollerin oluşumu” adlı makalesi, 28 Haziran haftasında Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı'nın Erken Çevrimiçi baskısında yayınlanması planlanıyor. NASA araştırmaya fon sağladı.
UA araştırmacıları Titan’ın ince üst atmosferindeki koşulları simüle etmek istediler çünkü Cassini Mission'un sonuçları atmosfere çarpan “aşırı UV” radyasyonunun karmaşık organik moleküller yarattığını gösterdi.
Bu nedenle Imanaka ve Smith, Kaliforniya Berkeley Ulusal Laboratuarı'nın Berkeley'deki senkronizasyonunda Gelişmiş Işık Kaynağı'nı, çok düşük basınçta tutulan azot ve metan gazı içeren paslanmaz çelik bir silindire yüksek enerjili UV ışığı çekmek için kullandılar.
Araştırmacılar, radyasyondan kaynaklanan kimyasalları analiz etmek için bir kütle spektrometresi kullandılar.
Basit görünse de, deneysel ekipmanı kurmak karmaşıktır. UV ışığının kendisi, gaz odasına giderken bir dizi vakum odasından geçmelidir.
Birçok araştırmacı Gelişmiş Işık Kaynağını kullanmak istiyor, bu yüzden enstrümandaki zaman için rekabet şiddetli. Imanaka ve Smith, her biri sadece beş ila 10 gün boyunca günde sekiz saat olan bir veya iki zaman aralığı tahsis edildi.
Her zaman dilimi için Imanaka ve Smith, tüm deney ekipmanını bir minibüse paketlemek, Berkeley'e gitmek, hassas ekipmanı kurmak ve yoğun bir deney serisine başlamak zorunda kaldılar. Bazen Gelişmiş Işık Kaynağı'nda zamanlarının maksimumunu almak için doğrudan 48 saatten fazla çalıştılar. Gerekli tüm deneylerin tamamlanması yıllar sürdü.
Sinir bozucu oldu, Imanaka: “Sadece bir vidayı kaçırırsak, kiriş zamanımızı bozar.”
Başlangıçta, sadece silindirdeki gazları analiz etti. Ancak azot içeren organik bileşikler tespit etmedi.
Imanaka ve Smith, deney düzeneğinde yanlış bir şey olduğunu düşündüler, bu yüzden sistemi değiştirdiler. Ama hala azot yok.
Gazetenin ilk yazarı Imanaka, “Bu oldukça bir sırdı” dedi. “Azot nereye gitti?”
Son olarak, iki araştırmacı silindir duvarında toplanan kahverengi gunk parçalarını topladı ve Imanaka'nın “en sofistike kütle spektrometre tekniği” olarak adlandırdığı analizle analiz etti.
Imanaka, “Sonunda azotu buldum!” Dedi.
Imanaka ve Smith, bu tür bileşiklerin Titan’ın üst atmosferinde oluştuğundan ve sonunda Titan’ın yüzeyine düştüğünden şüpheleniyorlar. Yüzeye çıktıklarında, yaşamın evrimine elverişli bir ortama katkıda bulunurlar.
