Güneş benzeri yıldızları oluşumlarının oldukça erken dönemlerinde gözleyen ALMA yaşamın temel kimyasal yapı taşlarından biri olan metil izosiyanat izlerine rastladı. Güneş Sistemi’mizin de bu türden evrimleştiği güneş-benzeri öncül yıldızların etrafında ilk kez bu türden bir prebiyotik molekül tespiti yapılıyor. Keşif gökbilimcilerin Dünya’da yaşamın nasıl başladığını anlamalarına yardımcı olabilir.
Şili’deki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi’ni (ALMA) kullanan iki gökbilimciler ekibi çoklu yıldız sistemi IRAS 16293-2422’de metil izosiyanat [1] adlı prebiyotik karmaşık organik molekül izine rastladı. Birinci ekibin eş-yürütücüleri İspanya, Madrid’teki Astrobiyoloji Merkezi’nden Rafael Martín-Doménech ve İtalya Floransa’daki INAF-Arcetri Astrofizik Gözlemevi’nden Víctor M. Rivilla olup, diğer ekibe Hollanda’daki Leiden Gözlemevi’nden Niels Ligterink ve Birleşik Krallık, Londra Üniversitesi’nden Audrey Coutens liderlik yapmaktaydı.
“Bu yıldız sisteminde sürprizler devam ediyor! Şekerlerin keşfinden sonra, şimdi de metil izosiyanat bulduk. Bu organik moleküller ailesi bildiğimiz anlamdaki yaşamın biyolojik temelleri olan protein formundaki amino asitlerin ve peptidlerin sentezinde rol oynamaktadır,” diye açıklıyor Niels Ligterink ve Audrey Coutens [2].
ALMA’nın yetenekleri sayesinde her iki ekip de molekülü radyo tayfı boyunca çok sayıda farklı ve özel dalgaboylarında gözleme fırsatı buldu [3]. Evrimlerinin ilk aşamalarında bulunan genç yıldızlara yakın iç kısımlarda bulunan sıcak ve yoğun gaz ve toz kozasında benzersiz kimyasal izlere rastladılar. Her iki takım da metil izosiyanata dair izleri ayrı ayrı tespit edebildi [4]. Sonrasında molekülün kökenini bulmak için bilgisayarla kimyasal modelleme ve laboratuvar deneyleri gerçekleştirdiler [5].
IRAS 16293-2422 Yılancı takımyıldızı doğrultusunda, Rho Ophiuchi adı verilen yıldız oluşum bölgesinde ve yaklaşık 400 ışık-yılı uzaklıkta yer alan genç yıldızlardan oluşan bir çoklu yıldız sistemidir. ALMA ile alınan yeni sonuçlar bu genç yıldızların her birinin etrafında metil izosiyanat bulunduğunu göstermektedir.
Dünya ve Güneş Sistemi’mizdeki diğer gezegenler Güneş’in oluşumundan geride kalan maddelerden meydana gelmiştir. Bu nedenle güneş-benzeri öncül-yıldızları araştırmak gökbilimciler için geçmişe bir pencere açarak 4.5 milyar yıl önce Güneş Sistemi’mizin oluşmasına yol açan benzer koşulları gözleyebilmelerini sağlamaktadır.
Araştırma makalelerinden birinin eş-yazarları Rafael Martín-Doménech ve Víctor M. Rivilla şu yorumda bulunuyor: “Elde ettiğimiz sonuçlar bizi heyecanlandırıyor, çünkü bu öncül yıldızlar yaşamının başlangıcındaki Güneş’e oldukça benziyor ve özellikle Dünya-boyutlarındaki gezegenlerin oluşabilmesi için uygun koşullar barındırıyorlar. Prebiyotik molekülleri bularak yaşamın gezegenimizde nasıl ortaya çıktığını anlayabileceğimiz bulmacanın başka bir parçasını elde etmiş oluyoruz.”
Bulguları destekleyen laboratuvar sonuçlarından memnun kalan Niels Ligterink’i şunları söylüyor: “Bu molekülleri tespit etmek bir yana, nasıl oluştuklarını da anlamak istiyoruz. Laboratuvar deneylerimize göre metil izosiyanat yıldızlar-arası uzaydakine benzer şekilde çok soğuk koşullar altında buz parçacıkları üzerinde oluşabilmektedir. Buna göre bu molekül — yani peptid bağlarının bazı — aslında çoğu genç güneş-benzeri yıldızın etrafında bulunuyor.”
Notlar
[1] Astrokimyadaki tanımına göre bir karmaşık molekül, en az altı ya da daha fazla atomdan oluşur ve bu atomlardan en az bir tanesi karbon olmalıdır. Metil izosiyanatın kimyasal konfigürasyonu CH3NCO şeklinde olup, karbon, hidrojen, azot ve oksijen atomlarını içermektedir. Oldukça zehirli olan bu bileşen 1984 yılındaki trajik Bhopal endütriyel kazasında meydana gelen ölümlerin ana nedenidir.
[2] Sistem 2012 yılında daha öncedan ALMA ile gözlenmişti ve yaşam için gerekli olan başka bir basit şeker molekülü glikoaldehit içerdiği bulunmuştu.
[3] Rafael Martín-Doménech liderliğindeki ekip ALMA’nın alıcı Bantları 3, 4 ve 6 ile geniş bir dalgaboyu aralığında alınmış olan yeni ve arşivlenen (eski) verileri kullandı. Niels Ligterink ve arkadaşları ise IRAS 162893-2422’nin kimyasal karmaşıklığını haritalamayı amaçlayan ve Güneş Sistemi’mizin boyutlarına eşit, küçük bir ölçekte ALMA’nın 7. Bandı ile tam dalgaboyu aralığında görüntüleme yapmak üzere ALMA Öncül-yıldız Girişimölçüm Çizgi Taraması (PILS) verilerini kullanmıştır.
[4] Ekipler kimyasal bileşenlerini incelemek için öncül yıldızın ışığını tayfsal analizle incelediler. İki büyük kütleli öncül yıldızın etrafında (Orion KL ve Sagittarius B2 Kuzey içerisindeki büyük kütleli molekül çekirdekleri) tespit ettikleri metil izosiyanat miktarının — bolluğu — moleküler hidrojene ve diğer eser gazlara oranı önceki tespitlerle kıyaslanabilir değerde bulundu.
[5] Martín-Doménech’in ekibi metil izosiyanatın gaz-parçacık oluşumunu kimyasal olarak modelledi. Gözlenen molekül miktarı gaz fazındaki kimyasal reaksiyonları takiben, uzaydaki toz parçacıklarının yüzey kimyası ile açıklanabilir. Bununla birlikte, Ligterink’in ekibi Leiden’deki laboratuvarlarında yaptıkları aşırı soğuk ultra-yüksek-vakum deneylerini kullanarak molekülün yıldızlararası uzayda 15 Kelvin’e (-258 santigrat derece) kadar düşen uç derecedeki sıcaklıklarda oluşabileceğini göstermişlerdir.
Daha fazla bilgi
Bu araştırma R. Martín-Doménech ve arkadaşlarınca kaleme alınan “First Detection of Methyl Isocyanate (CH3NCO) in a solar-type Protostar” ve N. F. W. Ligterink ve arkadaşlarınca kaleme alınan “The ALMA-PILS survey: Detection of CH3NCO toward the low-mass protostar IRAS 16293-2422 and laboratory constraints on its formation” başlıklı iki ayrı makale şeklinde Monthly Notices of the Royal Astronomical Society adlı dergide yayımlanmak üzere sunulmuştur.
Ekiplerden birinde: R. Martín-Doménech (Centro de Astrobiología, İspanya), V. M. Rivilla (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, İtalya), I. Jiménez-Serra (Queen Mary University of London, BK), D. Quénard (Queen Mary University of London, BK), L. Testi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, İtalya; ESO, Garching, Almanya; Excellence Cluster “Universe”, Almanya) ve J. Martín-Pintado (Centro de Astrobiología, İspanya) yer almaktadır.
Diğer ekipte ise N. F. W. Ligterink (Sackler Laboratory for Astrophysics, Leiden Observatory, the Hollanda), A. Coutens (University College London, BK), V. Kofman (Sackler Laboratory for Astrophysics, Hollanda), H. S. P. Müller (Universität zu Köln, Almanya), R. T. Garrod (University of Virginia, ABD), H. Calcutt (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Danimarka), S. F. Wampfler (Center for Space and Habitability, İsviçre), J. K. Jørgensen (Niels Bohr Institute & Natural History Museum, Danimarka), H. Linnartz (Sackler Laboratory for Astrophysics, Hollanda) ve E. F. van Dishoeck (Leiden Observatory, Hollanda; Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Almanya) bulunmaktadır.
Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa’daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 16 ülke tarafından desteklenmektedir: Avusturya, Belçika, Brezilya, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili’nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal’da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop’u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA’nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı “gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü” olacak Aşırı Büyük Teleskopu, ELT’yi inşa etmektedir.
ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.
