Süpernova Kalıntısı N 63A. İmaj kredisi: Hubble Ayrıntı için tıklayınız
Dünyadaki yaşam yıldızların ölümü ile mümkün oldu. Karbon ve oksijen gibi atomlar, son hidrojen yakıt kaynakları tükendikten sonra son birkaç ölen yıldız soluğu içinde atıldı.
Bu yıldızların yaşamı oluşturmak için nasıl bir araya geldiği hala bir gizem, ancak bilim adamları belirli atomik kombinasyonların gerekli olduğunu biliyorlar. Su - bir oksijen atomuna bağlı iki hidrojen atomu - Dünyadaki yaşamın gelişimi için hayati öneme sahipti ve bu nedenle NASA misyonları artık başka yerlerde yaşam bulma umuduyla diğer dünyalarda su arıyor. Çoğunlukla karbon atomlarından oluşan organik moleküllerin de önemli olduğu düşünülmektedir, çünkü Dünya üzerindeki tüm yaşam karbon bazlıdır.
Yaşamın en popüler teorileri, gerekli kimyanın okyanus tabanındaki hidrotermal menfezlerde veya bazı güneşli sığ havuzlarda meydana geldiğini söylüyor. Bununla birlikte, son birkaç yıldaki keşifler, yaşam için temel materyallerin çoğunun, bildiğimiz gibi yaşamın mümkün olmadığı soğuk alan derinliklerinde oluştuğunu göstermiştir.
Ölmekte olan yıldızlar karbonu çıkardıktan sonra, karbon atomlarının bazıları hidrojen ile birleşerek polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'lar) oluşturur. PAHlar - yanmış tostun kavurulmuş kısımlarına benzer bir tür karbon kurumu - uzayda en bol bulunan organik bileşikler ve karbonlu kondrit meteoritlerin birincil bileşenidir. PAH'lar canlı hücrelerde bulunmasa da, hücresel enerji süreçlerinde yer alan kuinonlara, moleküllere dönüştürülebilirler. Örneğin, kinonlar fotosentezde önemli bir rol oynar ve bitkilerin ışığı kimyasal enerjiye dönüştürmesine yardımcı olur.
PAH'ların dönüşümü yıldızlararası buz ve toz bulutlarında gerçekleşir. Uzayda yüzdükten sonra, PAH kurumu sonunda bu “yoğun moleküler bulutlara” yoğunlaşır. Bu bulutlardaki malzeme, uzayın sert radyasyonunun hepsini değil bazılarını engeller. Filtrelenen radyasyon PAH'ları ve bulutlardaki diğer malzemeleri değiştirir.
Bulutların kızılötesi ve radyo teleskop gözlemleri, PAH'ların yanı sıra yağ asitleri, basit şekerler, zayıf miktarda amino asit glisin ve su, karbon monoksit, amonyak, formaldehit ve hidrojen siyanür dahil olmak üzere 100'den fazla molekülü tespit etti.
Bulutlar hiçbir zaman doğrudan örneklenmedi - çok uzaklar - bulutlarda kimyasal olarak neler olduğunu doğrulamak için NASA'nın Ames Araştırma Merkezi'ndeki Astrochemistry Laboratuvarı'nda Max Bernstein ve Scott Sandford liderliğindeki bir araştırma ekibi taklit etmek için deneyler kurdu bulut koşulları.
Bir deneyde, bir PAH / su karışımı tuz üzerine buharlaştınlır ve daha sonra ultraviyole (UV) radyasyonu ile bombardımana tabi tutulur. Bu, araştırmacıların temel PAH iskeletinin kinonlara nasıl dönüştüğünü gözlemlemelerini sağlar. Donmuş bir su, amonyak, hidrojen siyanür ve metanol (formaldehite öncü kimyasal) karışımının ışınlanması, canlı sistemlerde en bol bulunan üç amino asit olan glisin, alanin ve serin amino asitlerini üretir.
Bilim adamları ilkel organik hücre benzeri yapılar veya veziküller yarattılar.
UV uzaydaki tek radyasyon türü olmadığından, araştırmacılar ayrıca PAH'ları kozmik ışınlara benzer enerjilere sahip mega-elektron volt (MeV) protonlarıyla bombalamak için bir Van de Graaff jeneratörü kullandılar. PAH'lar için MeV sonuçları UV bombardımanıyla özdeş olmasa da benzerdi. Amino asitler için bir MeV çalışması henüz yapılmamıştır.
Bu deneyler, UV ve diğer radyasyon formlarının, yoğun bulutların düşük sıcaklıklarında ve basınçlarında kimyasal bağları parçalamak için gereken enerjiyi sağladığını göstermektedir. Atomlar hala buzda kilitli olduğundan, moleküller dağılmaz, bunun yerine daha karmaşık yapılara dönüşür.
Jason Dworkin liderliğindeki bir başka deneyde, donmuş bir su, metanol, amonyak ve karbon monoksit karışımı UV radyasyonuna maruz bırakıldı. Bu kombinasyon suya batırıldığında kabarcıklar oluşturan organik malzeme verdi. Bu kabarcıklar, yaşam kimyasını çevreleyen ve yoğunlaştıran, dış dünyadan ayıran hücre zarlarını andırır.
Bu deneyde üretilen kabarcıklar 10 ila 40 mikrometre arasında veya yaklaşık kırmızı kan hücresi boyutundaydı. Dikkat çekici bir şekilde, UV ışığına maruz kaldığında kabarcıklar floresan veya parlıyordu. UV'yi absorbe etmek ve bu şekilde görünür ışığa dönüştürmek, ilkel bir hücreye enerji sağlayabilir. Bu tür kabarcıklar yaşamın kökeninde rol oynarsa, floresan fotosentezin öncüsü olabilirdi.
Floresan ayrıca güneş koruyucu olarak da hareket edebilir, aksi takdirde UV radyasyonundan kaynaklanan herhangi bir hasarı dağıtabilir. Güneşin en yıkıcı UV ışınlarını engelleyen ozon tabakası, fotosentetik yaşam oksijen üretmeye başlayıncaya kadar böyle bir koruyucu fonksiyon erken Dünya'da yaşam için hayati önem taşıyordu.
Uzay bulutlarından yaşam tohumlarına
Uzayda yoğun moleküler bulutlar sonunda yeni yıldızlar oluşturmak için yerçekimi ile çöküyor. Artan tozun bir kısmı daha sonra asteroitler ve kuyruklu yıldızlar oluşturmak için bir araya toplanır ve bu asteroitlerden bazıları gezegen çekirdeği oluşturmak için bir araya toplanır. Gezegenimizde, hayat eldeki temel materyallerden doğdu.
Canlı hücreler oluşturmak için gerekli olan büyük moleküller şunlardır:
* Proteinler
* Karbonhidratlar (şekerler)
* Yağlar (yağlar)
* Nükleik asitler
Meteoritlerin amino asitler (proteinlerin yapı taşları), şekerler, yağ asitleri (lipitlerin yapı taşları) ve nükleik asit bazlarını içerdiği bulunmuştur. Örneğin, Murchison meteorit, yağ asitleri zincirleri, çeşitli şeker türleri, beş nükleik asit bazının tamamı ve 70'den fazla farklı amino asidi içerir (yaşam, sadece altı tanesi Murchison meteoritinde olan 20 amino asit kullanır).
Bu tür karbonlu meteoritler bileşimde genellikle tek tip olduğundan, güneş ve güneş sisteminin doğduğu ilk toz bulutunu temsil ettikleri düşünülmektedir. Öyleyse, yaşam için gerekli olan hemen hemen her şey başlangıçta mevcuttu ve meteorlar ve kuyruklu yıldızlar daha sonra bu malzemelerin zaman içinde gezegenlere taze teslimatlarını yapıyorlar.
Bu doğruysa ve eğer moleküler toz bulutları galaksi boyunca kimyasal olarak benzerse, yaşam için malzemeler yaygın olmalıdır.
İçeriklerin yaşam için abiyotik üretiminin dezavantajı, bunların hiçbirinin “biyobelirteç” olarak kullanılamamasıdır, yaşamın belirli bir ortamda var olduğunu gösterir.
Max Bernstein, yaşam kanıtı sağlamayan biyobelirteçlere örnek olarak Alan Hills göktaşı 84001'e işaret ediyor. 1996'da NASA’nın Johnson Uzay Merkezi’nden Dave McKay ve meslektaşları bu Mars meteoritinde dört olası biyobelirteç olduğunu açıkladılar. ALH84001, PAH içeren karbon globüllere, biyolojik kimyayı düşündüren bir mineral dağılımına, bakteriler tarafından üretilenlere benzeyen manyetit kristallerine ve bakteri benzeri şekillere sahipti. Her birinin yaşam için bir kanıt olduğu düşünülmese de, birlikte dört kişi zorlayıcı görünüyordu.
McKay açıklamasından sonra, sonraki çalışmalar, bu biyobelirteç olarak adlandırılan her birinin cansız araçlarla da üretilebileceğini buldu. Bu nedenle çoğu bilim adamı, göktaşı fosilleşmiş yabancı yaşam içermediğine inanmaya meyillidir.
Bernstein, “Sonuçları alır almaz, insanlar onlara ateş etti. “Mars'ta veya Europa'da bir biyobelirteç bulduğumuzda hata yapmama şansımız, bu adamların McKay ve arkadaşlarının makalelerini yayınladıktan sonra yaptıklarına eşdeğer yapmışsak çok daha iyi olacaktır.”
Bernstein, bilim adamlarının diğer gezegenlerdeki koşulları simüle ederek orada kimyasal ve jeolojik olarak neler olması gerektiğini anlayabileceklerini söylüyor. Sonra, bir gezegeni ziyaret ettiğimizde, gerçekliğin tahminlerle ne kadar yakından eşleştiğini görebiliriz. Gezegende bulmayı ummadığımız bir şey varsa, bu yaşam süreçlerinin resmi değiştirdiğinin bir göstergesi olabilir.
Bernstein, “Mars'ta veya Europa'da sahip olduğunuz şey teslim edilen malzemedir” diyor. “Ayrıca, mevcut koşullardan sonra oluşan her şeye sahipsiniz. Öyleyse (yaşam aramak için), orada bulunan moleküllere bakmanız ve zaman içinde olabilecek kimyayı aklınızda tutmanız gerekir. ”
Bernstein kiralite ya da bir molekülün “el tutumu” nun diğer dünyalarda bir biyobelirteç olabileceğini düşünüyor. Biyolojik moleküller genellikle kimyasal olarak özdeş olmakla birlikte zıt şekillere sahip iki biçimde gelir: “solak” ve ayna görüntüsü “sağ elle” olan. Bir molekülün elle tutulması, atomların nasıl bağlandığına bağlıdır. Handedness, doğa boyunca eşit olarak dağılmış olsa da, çoğu durumda Dünya'daki canlı sistemler solak amino asitlere ve sağ elle şekere sahiptir. Bernstein, diğer gezegenlerdeki moleküllerin el tercihinde farklı bir tercih gösterdiğini söylüyorsa, bu uzaylı yaşamın bir göstergesi olabilir.
Bernstein, “Mars veya Europa'ya gittiyseniz ve bizimkiyle aynı önyargıya sahip olursanız, şeker veya amino asitler kiralitemize sahipse, insanlar bunun kontaminasyon olduğundan şüphelenirdi” diyor. “Ama sağa doğru önyargıya sahip bir amino asit görürseniz ya da sola doğru önyargıya sahip bir şeker görürseniz - başka bir deyişle, formumuzu değil - bu gerçekten zorlayıcı olurdu.”
Bununla birlikte, Bernstein meteorlarda bulunan kiral formların Dünya'da görülenleri yansıttığını belirtmektedir: meteoritler sol elle amino asitler ve sağ elle şeker içerir. Meteorlar Dünya'daki yaşamın şablonunu temsil ediyorsa, güneş sistemindeki başka bir yerde yaşam da aynı eğilimi aynı şekilde yansıtabilir. Bu nedenle, yaşam kanıtı için kiralite dışında bir şey gerekebilir. Bernstein, “birbirine bağlı birkaç amino asit gibi” molekül zincirlerini bulmanın da yaşam için bir kanıt olabileceğini söylüyor, çünkü “meteorlarda sadece tek molekülleri görme eğilimindeyiz.”
Orijinal Kaynak: NASA Astrobiyoloji
