Yaşamın Gezegen Atmosferi Üzerindeki Etkisini Tespit Etmek 

Yaşamın Gezegen Atmosferi Üzerindeki Etkisini Tespit Etmek 

 Çeviri: Derya Deniz
Editör: Taha Berk Arslan

Zamanla değişen biyo-imzalar ve yaşam olmadığı yerde var olmayan atmosferik gazlar, dış gezegenlerde yaşamı tespit etmenin iki olası yolu olabilir. 

Öte gezegenlerde olası yaşam izleri bulmak oldukça zordur. Kendi güneş sistemimizde bile, mikrobiyal yaşamın şimdiki ya da geçmişteki varlığını belirlemek zordur. Ötegezen çalışmaları yaptığımızda yaşamın ürettiği gazları gösteren emilim veya emisyon çizgilerini göstermesi umuduyla, bir gezegenin atmosferinde parlayan yıldız ışığına bakabilmekteyiz. Ötegezenlerin atmosferlerinin detaylı analizlerini yapabilmek ise James Web Uzay Teleskopları gibi geleceğin teleskoplarına kalmış gözükmektedir. Fakat ne aradığımızı bilmek diğer gezegenlerde yaşam bulmak için önemli bir adımdır.  

(Bir sanatçının yaşanabilir bir dış gezegen izlenimi. Mevsimsel değişiklikler ve böyle bir gezegenin atmosferindeki dengesiz gazların varlığı, orada yaşamın varlığına işaret edebilir. GÖRÜNTÜ: NASA AMES / SETI INSTITUTE / JPL – CALTECH.) 

Oksijen, fotosentez yoluyla üretilir ve ötegezegenlerdeki yaşam için potansiyel bir biyoimza olarak görülür. Fakat oksijen, abiyotik kaynaklardan da üretilebilmektedir. Benzer şekilde metan, yaşam tarafından üretilir ve potansiyel bir biyoişarettir ancak başka yollarla da üretilebilmektedir. Son yayınlanan iki makalede ise, yaşamın bir gezegenin atmosferini nasıl etkileyebileceğsorusu üzerinden biyoimza aramanın yeni yolları tartışılmaktadır. 

Kaliforniya Üniversitesi’nden Stephanie Olson’ın yazdığı bir makalede yaşamın yol açtığı, atmosferdeki iklim değişikliklerinin nasıl bir biyoimza olabileceği tartışılmaktadır. Washington Üniversitesindeki Joshua Krissansen-Tottonat, David Catling ve Olson ile yazdıkları ikinci makalede ise sadece yaşamın olduğu yerde var olan atmosferdeki gaz tarafından üretilen potansiyel biyoimzalara bakıldı.  

İklim Değişiklikleri 

Ötegezegenlerdeki sinyallerin, iklimlerin değişmesiyle birlikte, zamana göre farklılık göstermesi anlık görüntü gözlemlerinde yanlış pozitifleri ya da negatifleri elemede yardımcı olur. Dünyada yıl boyunca değişen atmosferdeki gazları anlamak ötegezegenlerde ne tür sinyaller aranması konusunda bilim insanlarına bilgi sunacaktır. 

Bir gezegenin yaşama elverişli olduğunu söylemek yerine, gezegenin biyosferindeki aktivitelerin uzay-zamanda nasıl değiştiğine bakabiliriz, diyor Olson. 

(Ozon, potansiyel olarak yaşanabilir gezegenlerin atmosferindeki oksijen varlığının bir temsilcisidir.GÖRÜNTÜ: LYNETTE COOK) 

Dünya atmosferindeki mevsimsellik, biyosfer arasındaki etkileşimler ve yörüngenin farklı bölgelerinde gezegene ulaşan güneş radyasyonu sebebiyle gerçekleşir. Mevsimsel değişiklikler, iki farklı reaksiyon arasındaki dengeyi değiştirir: Fotosentez ve oksijenli solunum. Fotosentez, karbondioksit ve suyun oksijen ve organik madde oluşumu için reaksiyona girmesiyle gerçekleşir ve oksijenli solunum ters reaksiyona sebep olarak karbondioksit ve su üretir. Maksimum oksijen oluşumu, çok sıcak yaz aylarında gerçekleşir. 

Araştırmacılar, ötegezegenlerdeki olası yaşamın da karbon temelli olduğunu varsayarak dünyadaki mevsimsel karbondioksit değişimlerini izlediler ki bu sinyal, ötegezegenlerde de tespit edilebilmektedir. Karbondioksit, iklim düzenlenmesinde oynadığı önemli rol sebebiyle önemli bir atmosfer bileşenidir.  

Mevsimsel karbondioksit (CO2) sinyaline, kara tabanlı ekosistemlerin hakim olabileceğini buldular, bu da CO2 değişkenliğinin okyanus dünyalarında tespit edilemeyebileceğini göstermekteydi. Bu durum, Güney Yarımküre’nin Kuzey Yarımküre’den daha zayıf bir CO2 değişkenlik sinyaline sahip olduğu Dünya’da görülür ki okyanuslar, dünyaya hakimdir. Karbondioksit mevsimselliğini diğer gezegenlerde tespit etmek zor olabilir, ancak yaşamın olmadığı okyanuslu gezegenlerde meydana gelmesi olası olmadığından karbondioksit mevsimselliği kriteri, yaşamın varlığının güçlü bir göstergesidir. 

(Dünyadaki yaşam ile soğuk, karanlık boşluk arasında kalan tek şey Dünya’nın ince atmosferi. GÖRÜNTÜ: NASA.) 

Ayrıca bilim insanları, yaşamın var olduğu ancak atmosferde hala çok az oksijen bulunan bir dış gezegen senaryosuna da baktılar. Zayıf oksijen sinyallerini tespit etmek zordur ancak değişen bir ozon imzası (ozon, üç oksijen atomundan oluşan bir moleküldür) bir dış gezegenin spektrumunda daha görünür olabilir. Böyle bir sinyalin, günümüz Dünya’sından daha az oksijene sahip bir gezegen için algılanması daha olasıdır çünkü ozon, oksijenden daha güçlü bir sinyal oluşturabilir. 

Olson, “Dünyamıza benzeyen bir gezegen için mevsimselliği tespit etmek zor olabilir, en azından oksijenin varlığı noktasında” diye açıklıyor. Bunun nedeni, temel oksijen seviyelerinin bugün gerçekten çok yüksek olması ve bu nedenle küçük mevsimsel dalgalanmaların gezegenlerimizin yüzeyinde ölçülmesinin çok zor olması ve uzak bir gezegende daha fazla olabilecek olma ihtimalidir. ” 

Dengesiz Atmosferler 

Krissansen TottonOlson ve Catling de erken Dünya atmosferlerini simüle ettiler ancak bu sefer dengesizliğin işaretlerini arıyorlardı, yani yaşam gibi aktif bir süreç olmadan bir atmosferde normalde var olmayacak gazların varlığını. Dünya bugün büyük bir atmosferik dengesizliğe sahipDünya’da yaşam oluştuğundan beri bir dengesizliğin var olduğunu ve dengesizliğin evriminin biyojenik atmosferik oksijendeki yükselişi takip ettiğini hesapladılar. 

Archean eon’da (4 ila 2,5 milyar yıl önce), karbondioksit, nitrojen, metan ve sıvı suyun bir arada bulunmasıyla bir dengesizlik vardı; bunlar normalde reaksiyona girerek amonyum ve bikarbonat oluşturarak metanı atmosferden hızla uzaklaştırıyorlardı. Karbondioksit ve metan, özellikle kırmızı cücelerin yörüngesindeki gezegenlerde, JWST tarafından dış gezegen spektrumlarında tespit edilebilir olmalıdır. Bunlar tespit edilir ancak hiç karbon monoksit bulunmazsa, güçlü bir biyo-imza olabilir. Bunun nedeni, metanı dolduran biyolojik olmayan senaryoların çoğunun aynı zamanda karbon monoksit (CO) üretmesinin beklenecek olması ve yüzey ömrünün CO tüketmesidir. 

“Bu, yapması çok kolay bir metabolizma; etrafta CO ve su varsa, mikroplar CO2 ve moleküler hidrojen (H2) yapmak için bu türleri birleştirerek geçimlerini sağlayabilir” diyor Krissansen Totton. 

Proterozoik çağdaki en büyük dengesizlik kaynağı (2,5 ila 0,54 milyar yıl önce) nitrojen, su ve oksijenin bir arada varoluşuydu. Hem oksijen hem de nitrojen yaşam tarafından üretilir ve oksijeni yenilemek için yaşam olmazsa, okyanusta nitrik aside dönüştürülür. 

Atmosferik gazlar alışılmadık bir dengesizlik içindeyse, farklı metabolik yollar kullanan yaşam belirtilerini tanımak da mümkün olabilir, ancak tespit edilmesi zor olacaktır. 

Krissansen Totton, “Okyanustaki demiri oksitleyen mikropları tespit etmek zor olabilir çünkü bu spesifik metabolizma herhangi bir gazlı atık ürün oluşturmaz” diyor. “Atık gaz üreten olası metabolizmalar arasında bazı umut verici olasılıklar var. Örneğin N2O, cansız gezegenlerin atmosferlerinde dengede görmeyi beklemeyeceğimiz biyojenik bir gazdır. Benzer şekilde çeşitli kükürt metabolizmaları, bir gezegenin atmosferindeki organik moleküllerin bolluğunu dengenin dışına çıkacak şekilde değiştirdikleri için tespit edilebilir. “ 

Mevsimsellik veya dengesizlik belirtileri olan erken Dünya analoglarını bulmak, yaşamın sadece mevcut olmadığını, aynı zamanda kendi gezegenimizdeki hayata benzer bir şekilde evrildiğini gösterebilir. 

Olson makalesi NASA Astrobiyoloji Enstitüsü tarafından desteklenirken, Krissansen-Totton araştırması da Eksobiyoloji ve Evrimsel Biyoloji Programı ve Sanal Gezegen Laboratuvarı aracılığıyla NASA Astrobiyolojisi tarafından desteklendi. 

 

Çeviri Kaynağı: https://astrobiology.nasa.gov/news/detecting-lifes-influence-on-planetary-atmospheres/ 

Taha Berk Arslan

Romanın kurucusu ve lejyon eğitmeni yahut dağıtıcısı.Bir bilim insanı ,sanat düşkünü, tarih ilgilisi ve Evrenin Sezar’ı. Kozmosun Genetiğini kurarken tek ve gerçek amacı bilinen dünyayı fethetmekti, başarılı mı dersiniz. İstanbul doğumlu olmakla beraber ruhu evrenin özünde dolanıyor, meraklı ve araştırmacı bir kişilik. Belki de bir tirandır.

You may also like...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir