Sydney Üniversitesinden doktora öğrencisi, laboratuvar ortamında kozmik toz oluşturdu. Malzeme ve plazma fiziği alanında doktora yapan Linda Losurdo’nun çalışması, uzayda oluşan organik moleküllerin Dünya’ya nasıl ulaşmış olabileceğine dair yeni teoriler ortaya koyuyor.
Losurdo’nun amacı, doğrudan gözlemlenmesi neredeyse imkansız koşulları kontrollü şekilde yeniden oluşturmaktı. Yıldızların çevresindeki aşırı koşulları taklit etmek için azot, karbondioksit ve asetilen gazlarından oluşan basit bir karışımı yüksek elektrik enerjisine maruz bıraktı. Yaklaşık 10 bin voltluk gerilim altında oluşan plazma, gaz moleküllerinin parçalanmasına sağladı. Parçalanan moleküller yeniden birleşerek karbon açısından zengin kozmik toz benzeri yapılar oluşturdu. Oluşan toz; asteroitlerde, kuyruklu yıldızlarda ve göktaşlarında bulunan maddelerle kimyasal olarak benzerlik gösterdi.
Losurdo, “Artık bir asteroit veya kuyruklu yıldızın Dünya’ya gelmesini beklememize gerek yok. Laboratuvarda analog ortamlar oluşturabilir ve kızılötesi parmak izlerini kullanarak yapılarını tersine mühendislikle çözebiliriz.” dedi.
Kozmik toz nasıl oluşuyor?
En ilkel karbonca zengin kozmik toz, süpernovalarda ve yaşlı yıldızların etrafındaki gaz zarflarında oluşuyor. Bu ortamlarda iyonlar, serbest atomlar ve radikaller çarpışarak organik molekülleri meydana getiriyor. Yıldız rüzgarları, yüksek enerjili parçacıklar ve morötesi ışınım bu molekülleri sürekli bombardımana tutuyor. Bu süreçler, küçük moleküllerin birbirine bağlanarak daha büyük ve karmaşık yapılar oluşturmasını sağlıyor. Zamanla bu yapılar birleşerek kozmik toz tanelerini meydana getiriyor.
Karbon açısından zengin yıldızların çevresi, özellikle oksijen yerine karbon temelli bileşiklerin oluşmasına elverişli ortamlar sunuyor. Bu bölgelerde karbon, hidrojen, oksijen ve azottan oluşan CHON molekülleri aktif hale geliyor ve denge dışı koşullarda daha büyük organik ağlara dönüşüyor. Bu tür organik yapılar, evrenin oluşumundan yalnızca birkaç yüz milyon yıl sonra bile mevcut oluyor. Aynı tür karbonlu kozmik toz, bugün kuyruklu yıldızlarda, asteroitlerde ve Dünya’ya düşen karbonlu göktaşlarında da bulunuyor.
Araştırmanın en dikkat çekici yönlerinden biri, laboratuvarda üretilen kozmik tozun kızılötesi tayfının, uzay teleskoplarıyla gözlemlenen gerçek kozmik toz sinyalleriyle örtüşmesi. Kızılötesi tayf, bir maddenin kızılötesi ışığı hangi dalga boylarında soğurduğunu ya da yaydığını gösteren spektruma deniyor. Deney, yüksek enerjili iyon bombardımanının organik yapıları daha karmaşık, halka biçimli ve aromatik moleküllere dönüştürdüğünü ortaya koyuyor.
Çalışma, Bennu ve Ryugu gibi asteroitlerden getirilen örneklerde neden azot içeren organik halkaların bulunduğunu da açıklamaya yardımcı oluyor. Aynı zamanda, daha soğuk ortamlarda yer alan kuyruklu yıldız çekirdeklerinde alifatik karbon yapıların neden daha iyi korunduğunu anlamayı sağlıyor.
Losurdo araştırmanın önemini şöyle özetledi: “Bu, ‘karbonlu kozmik tozun’ dev, yaşlı yıldızların püskürttüğü plazmada veya yıldızların doğduğu kozmik kreşlerde nasıl oluşabileceği ve yaşam için hayati önem taşıyabilecek bu büyüleyici molekülleri nasıl dağıtabileceği konusunda bize büyük bir içgörü sağlayabilir. Sanki laboratuvarımızda evrenin küçük bir parçasını bir şişede yeniden yaratmış gibiyiz.”
Araştırmacılara göre yöntem, yalnızca yaşamın kökenine dair sorulara değil, kozmik tozun uzayda hangi koşullardan geçtiğini anlamaya da katkı sağlayacak. Laboratuvarda oluşturulan bu “kozmik toz kütüphanesi” sayesinde astronomlar, yıldız oluşum bölgelerini ve ölü yıldız kalıntılarını daha doğru yorumlayabilecek. Çalışma, yaşam için gerekli organik kimyanın evrende ne kadar erken ortaya çıktığını anlamada kullanılabilir.
Kaynak: The Astrophysical Journal