Bilim adamları dünya dışı yaşamı nasıl araştırıyor?

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Belki de evrenin bir yerinde başka yerleşik dünyalar vardır. Ancak, biz onları bulana kadar, minimum program, Dünya dışındaki yaşamın en azından bir biçimde olduğunu kanıtlamaktı. Buna ne kadar yakınız?

Son zamanlarda, dünya dışı yaşamın varlığını "gösterebilecek" keşifleri giderek daha fazla duyuyoruz. Sadece Eylül 2020'de, mikrobiyal yaşamın potansiyel bir işareti olan Venüs'te fosfin gazının ve Mars'ta mikropların da var olabileceği tuz göllerinin keşfi hakkında bilgi sahibi oldu.

Ancak son 150 yılda, uzay kaşifleri bir kereden fazla hüsnükuruntudan vazgeçtiler. Ana soruya hala güvenilir bir cevap yok. Yoksa yine de var, ama bilim adamları alışkanlıktan dolayı temkinli mi?

Teleskop hatları

1870'lerde, İtalyan gökbilimci Giovanni Schiaparelli, bir teleskopla Mars yüzeyinde uzun, ince çizgiler gördü ve onları "kanallar" ilan etti. Keşfi hakkındaki kitaba açık bir şekilde "Mars gezegeninde yaşam" adını verdi. "Karasal manzaramızı oluşturanlara benzer resimleri Mars'ta görmemek zor" diye yazdı.

İtalyanca'da canali kelimesi hem doğal hem de yapay kanallar anlamına geliyordu (bilim adamının kendisi bunların doğasından emin değildi), ancak tercüme edildiğinde bu belirsizliği kaybetti. Schiaparelli'nin takipçileri, kurak bir iklimde devasa sulama tesisleri yaratan sert Mars uygarlığı hakkında zaten açıkça belirtmişlerdir.

1908'de Percival Lowell'in "Mars ve Kanalları" adlı kitabını okuyan Lenin şöyle yazmıştı: "Bilimsel çalışma. Mars'ta yerleşim olduğunu, kanalların bir teknoloji mucizesi olduğunu, oradaki insanların olduğundan 2/3 kat daha büyük olması gerektiğini kanıtlıyor. Yöre halkı, üstelik gövdeli, üzeri tüylü veya hayvan postlu, dört veya altı ayaklıdır.

N … evet, yazarımız bizi aldattı, Marslı güzellikleri eksik bir şekilde tarif ediyor, tarife göre olmalı: "Alçak gerçeklerin karanlığı bizim için aldatmaca yetiştirmekten daha değerlidir". Lowell bir milyoner ve eski bir diplomattı. Astronomiye düşkündü ve kendi parasını Amerika'daki en gelişmiş gözlemevlerinden birini inşa etmek için kullandı. Lowell sayesinde Mars yaşamı konusu dünyanın en büyük gazetelerinin ön sayfalarına çıktı.

Doğru, zaten 19. yüzyılın sonunda, birçok araştırmacı "kanalların" açılması konusunda şüpheliydi. Gözlemler sürekli olarak farklı sonuçlar verdi - kartlar Schiaparelli ve Loeull için bile farklıydı. 1907'de biyolog Alfred Wallace, Mars yüzeyindeki sıcaklığın Lowell'in varsaydığından çok daha düşük olduğunu ve atmosfer basıncının suyun sıvı halde bulunamayacak kadar düşük olduğunu kanıtladı.

1970'lerde gezegenin uzaydan fotoğraflarını çeken gezegenler arası istasyon "Mariner-9", kanalların tarihine son verdi: "kanallar" optik bir illüzyona dönüştü.

20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren oldukça organize bir yaşam bulma umutları azalmıştır. Uzay aracını kullanan araştırmalar, yakındaki gezegenlerdeki koşulların Dünya'dakilere yakın bile olmadığını göstermiştir: çok güçlü sıcaklık düşüşleri, oksijen belirtisi olmayan bir atmosfer, kuvvetli rüzgarlar ve muazzam basınç.

Öte yandan, Dünya'daki yaşamın gelişiminin incelenmesi, uzayda benzer süreçlerin araştırılmasına ilgiyi artırdı. Ne de olsa, prensipte hayatın nasıl ortaya çıktığını ve neyin sayesinde hala bilmiyoruz.

Son yıllarda bu yönde birçok olay gerçekleşti. Ana ilgi, su, protein yaşam formlarının oluşabileceği organik bileşiklerin yanı sıra biyo-imzalar (canlılar tarafından üretilen maddeler) ve meteorlarda olası bakteri izlerinin araştırılmasıdır.

sıvı geçirmez

Suyun varlığı, bildiğimiz anlamıyla yaşamın varlığının bir ön koşuludur. Su, belirli protein türleri için bir çözücü ve katalizör görevi görür. Aynı zamanda kimyasal reaksiyonlar ve besinlerin taşınması için ideal bir ortamdır. Ek olarak, su kızılötesi radyasyonu emer, böylece ısıyı tutabilir - bu, armatürden oldukça uzak olan soğuk gök cisimleri için önemlidir.

Gözlem verileri, katı, sıvı veya gaz halindeki suyun Merkür'ün kutuplarında, göktaşları ve kuyruklu yıldızların içinde ve ayrıca Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'de bulunduğunu göstermektedir. Bilim adamları ayrıca Jüpiter'in uyduları Europa, Ganymede ve Callisto'nun geniş yeraltı sıvı su okyanuslarına sahip olduğunu öne sürdüler. Onu şu ya da bu şekilde yıldızlararası gazda ve hatta yıldızların fotosferi gibi inanılmaz yerlerde buldular.

Ancak su izlerinin incelenmesi, astrobiyologlar (dünya dışı biyoloji uzmanları) için ancak başka uygun koşullar olduğunda umut verici olabilir. Örneğin, aynı Satürn ve Jüpiter üzerindeki sıcaklıklar, basınç ve kimyasal bileşim, canlı organizmaların bunlara uyum sağlaması için çok aşırı ve değişkendir.

Başka bir şey bize yakın gezegenler. Bugün misafirperver görünmeseler bile, üzerlerinde "eski lüksün kalıntıları" olan küçük vahalar kalabilir.

2002 yılında, Mars Odyssey yörünge aracı, Mars yüzeyinin altında su buzu birikintileri keşfetti. Altı yıl sonra, Phoenix probu selefinin sonuçlarını doğruladı ve kutuptan bir buz örneğinden sıvı su elde etti.

Bu, oldukça yakın bir zamanda (astronomik standartlara göre) Mars'ta sıvı suyun bulunduğu teorisiyle tutarlıydı. Bazı kaynaklara göre, Kızıl Gezegene "sadece" 3.5 milyar yıl önce, diğerlerine göre - hatta 1.25 milyon yıl önce yağmur yağdı.

Bununla birlikte, hemen bir engel ortaya çıktı: Mars'ın yüzeyindeki su, sıvı halde bulunamaz. Düşük atmosferik basınçta, hemen kaynamaya ve buharlaşmaya başlar - veya donar. Bu nedenle, gezegenin yüzeyindeki bilinen suyun çoğu buz halindedir. En ilginç şeyin yüzeyin altında gerçekleştiğine dair bir umut vardı. Mars'ın altındaki tuz gölleri hipotezi bu şekilde ortaya çıktı. Ve daha geçen gün onay aldı.

İtalyan Uzay Ajansı'ndan bilim adamları, Mars'ın kutuplarından birinde, 1,5 kilometreden fazla derinlikte bulunan, sıvı su içeren dört gölden oluşan bir sistem keşfettiler. Keşif, radyo sondaj verileri kullanılarak yapıldı: cihaz radyo dalgalarını gezegenin içine yönlendiriyor ve bilim adamları, yansımalarıyla kompozisyonunu ve yapısını belirliyor.

Çalışmanın yazarlarına göre bütün bir göl sisteminin varlığı, bunun Mars için sıradan bir fenomen olduğunu gösteriyor.

Mars göllerindeki tuzların kesin spesifik konsantrasyonu ve bileşimleri hala bilinmemektedir. Mars programının bilimsel direktörü Roberto Orosei'ye göre, "yüzde onlarca" tuz içeren çok güçlü çözümlerden bahsediyoruz.

Mikrobiyolog Elizaveta Bonch-Osmolovskaya, yeryüzünde yüksek tuzluluğu seven halofilik mikroplar olduğunu açıklıyor. Su-elektrik dengesini korumaya ve hücre yapılarını korumaya yardımcı olan maddeleri serbest bırakırlar. Ancak konsantrasyonu %30'a varan aşırı tuzlu yeraltı göllerinde (brins) bile bu tür çok az mikrop vardır.

Orosei'ye göre, gezegenin yüzeyinde daha sıcak iklimler ve su varken ve koşullar erken Dünya'ya benzerken var olan yaşam formlarının izleri Mars göllerinde kalabilirdi.

Ancak başka bir engel daha var: suyun bileşimi. Mars toprağı perkloratlar açısından zengindir - perklorik asit tuzları. Perklorat çözeltileri, sıradan ve hatta deniz suyundan önemli ölçüde daha düşük sıcaklıklarda donar. Ancak sorun, perkloratların aktif oksidanlar olmasıdır. Organik moleküllerin ayrışmasını teşvik ederler, bu da mikroplara zararlı oldukları anlamına gelir.

Belki de yaşamın en zorlu koşullara uyum sağlama yeteneğini hafife alıyoruz. Ancak bunu kanıtlamak için en az bir canlı hücre bulmanız gerekir.

Ateş etmeden "Tuğlalar"

Dünya üzerinde yaşayan yaşam formları, karbon içeren karmaşık organik moleküller olmadan hayal edilemez. Her karbon atomu, aynı anda diğer atomlarla dört bağ oluşturabilir ve bu da muazzam bir bileşik zenginliği ile sonuçlanır. Karbon "iskeleti", yaşamın en önemli "yapı taşları" olarak kabul edilen proteinler, polisakkaritler ve nükleik asitler dahil tüm organik maddelerin temelinde bulunur.

Panspermi hipotezi, yaşamın en basit biçimleriyle Dünya'ya uzaydan geldiğini iddia eder. Yıldızlararası uzayda bir yerde, karmaşık molekülleri bir araya getirmeyi mümkün kılan koşullar gelişti.

Belki bir hücre biçiminde değil, bir tür protogenom biçiminde - en basit şekilde çoğalabilen ve bir molekülün hayatta kalması için gerekli bilgileri kodlayabilen nükleotitler.

İlk kez, bu tür sonuçların gerekçeleri 50 yıl önce ortaya çıktı. 1969'da Avustralya'ya düşen Marchison göktaşının içinde urasil ve ksantin molekülleri bulundu. Bunlar, nükleik asit polimerlerinin - DNA ve RNA - zaten oluşturulduğu nükleotidleri oluşturabilen azotlu bazlardır.

Bilim adamlarının görevi, bu bulguların düşüşten sonra Dünya'daki kirliliğin bir sonucu olup olmadığını veya dünya dışı bir kökene sahip olup olmadığını belirlemekti. Ve 2008'de radyokarbon yöntemini kullanarak, göktaşı Dünya'ya düşmeden önce urasil ve ksantinin gerçekten oluştuğunu tespit etmek mümkün oldu.

Şimdi Marchison ve benzeri göktaşlarında (bunlara karbonlu kondritler denir), bilim adamları hem DNA'nın hem de RNA'nın yapıldığı her türlü baz buldular: riboz ve deoksiriboz dahil olmak üzere karmaşık şekerler, esansiyel yağ asitleri dahil çeşitli amino asitler. Üstelik organiklerin doğrudan uzayda oluştuğuna dair göstergeler de var.

2016 yılında, Avrupa Uzay Ajansı'nın Rosetta cihazının yardımıyla, Gerasimenko kuyruklu yıldızının kuyruğunda, en basit amino asit - glisin - ve aynı zamanda yaşamın kökeni için önemli bir bileşen olan fosforun izleri bulundu. -Churyumov.

Ancak bu tür keşifler, yaşamın Dünya'ya nasıl getirilebileceğini düşündürüyor. Karasal koşulların dışında uzun süre yaşayıp gelişemeyeceği hala belirsizdir. Gökbilimci Dmitry Vibe, "Dünya üzerinde herhangi bir seçeneği olmadan organik olarak sınıflandıracağımız büyük moleküller, karmaşık moleküller, canlıların katılımı olmadan uzayda sentezlenebilir" diyor ve ekliyor: "Yıldızlararası organik maddenin güneş sistemine girdiğini ve güneş sistemine girdiğini biliyoruz. Ama sonra ona başka bir şey oluyordu - izotopik kompozisyon ve simetri değişiyordu."

Atmosferdeki izler

Yaşamı aramanın bir başka umut verici yolu, biyo-imzalar veya biyobelirteçlerle ilişkilidir. Bunlar, gezegenin atmosferinde veya toprağında varlığı kesinlikle yaşamın varlığını gösteren maddelerdir. Örneğin, bitkilerin ve yeşil alglerin katılımıyla fotosentez sonucu oluşan Dünya atmosferinde çok fazla oksijen vardır. Ayrıca solunum sırasında gaz değişimi sürecinde bakteriler ve diğer canlı organizmalar tarafından üretilen çok sayıda metan ve karbondioksit içerir.

Ancak atmosferde (suda olduğu gibi) metan veya oksijen izleri bulmak henüz şampanya açmak için bir neden değil. Örneğin, metan, yıldız benzeri nesnelerin atmosferinde de bulunabilir - kahverengi cüceler.

Ve güçlü ultraviyole radyasyonun etkisi altında su buharının bölünmesinin bir sonucu olarak oksijen oluşabilir. Bu tür koşullar, sıcaklığın 230 santigrat dereceye ulaştığı GJ 1132b ötegezegeninde gözlemlenir. Bu koşullar altında yaşam imkansızdır.

Bir gazın biyo-imza olarak kabul edilebilmesi için biyojenik kökeninin kanıtlanması, yani tam olarak canlıların faaliyeti sonucunda oluşmuş olması gerekir. Bu tür bir gaz kaynağı, örneğin atmosferdeki değişkenlikleri ile gösterilir. Gözlemler, Dünya'daki metan seviyelerinin mevsime göre dalgalandığını (ve canlıların aktivitesinin mevsime bağlı olduğunu) göstermektedir.

Başka bir gezegende atmosferden metan kaybolursa, ortaya çıkar (ve bu, örneğin bir yıl boyunca kaydedilebilir), birinin onu yaydığı anlamına gelir.

Mars'ın yeniden olası "canlı" metan kaynaklarından biri olduğu ortaya çıktı. Topraktaki ilk işaretleri, 1970'lerde gezegene gönderilen Viking programının cihazları tarafından ortaya çıkarıldı - sadece organik madde aramak amacıyla. Klor ile birlikte keşfedilen metan molekülleri başlangıçta kanıt olarak alındı. Ancak 2010'da bir dizi araştırmacı bu bakış açısını revize etti.

Mars toprağında zaten bildiğimiz perkloratların ısıtıldığında organik maddenin çoğunu yok ettiğini buldular. Ve Vikinglerden alınan örnekler ısıtıldı.

Mars atmosferinde metan izleri ilk olarak 2003 yılında keşfedildi. Bulgu, Mars'ın yaşanabilirliği hakkındaki konuşmaları hemen canlandırdı. Gerçek şu ki, atmosferdeki bu gazın herhangi bir önemli miktarı uzun sürmeyecek, ancak ultraviyole radyasyon tarafından yok edilecektir. Ve eğer metan parçalanmazsa, bilim adamları bu gazın Kızıl Gezegende kalıcı bir kaynağı olduğu sonucuna varmışlardır. Yine de bilim adamlarının kesin bir güveni yoktu: elde edilen veriler, bulunan metanın aynı "kirlilik" olduğunu dışlamadı.

Ancak 2019'da Curiosity gezgininin gözlemleri metan seviyelerinde anormal bir artış kaydetti. Ayrıca, konsantrasyonunun 2013 yılında kaydedilen gaz seviyesinden üç kat daha yüksek olduğu ortaya çıktı. Ve sonra daha da gizemli bir şey oldu - metan konsantrasyonu tekrar arka plan değerlerine düştü.

Metan bilmecesinin hala kesin bir cevabı yok. Bazı versiyonlara göre, gezici, bir yeraltı metan kaynağının bulunduğu bir kraterin dibine yerleştirilebilir ve serbest bırakılması gezegenin tektonik aktivitesi ile ilişkilidir.

Bununla birlikte, biyolojik imzalar oldukça açık olmayabilir. Örneğin, Eylül 2020'de Cardiff Üniversitesi'ndeki bir ekip, anaerobik bakterilerin metabolizmasında rol oynayan özel bir fosfor bileşiği olan Venüs'te fosfin gazı izleri tespit etti.

2019'da bilgisayar simülasyonları, canlı organizmaların faaliyeti dışında, katı bir çekirdeğe sahip gezegenlerde fosfinin oluşamayacağını gösterdi. Ve Venüs'te bulunan fosfin miktarı, bunun bir hata ya da tesadüfi bir kirlilik olmadığı gerçeğinin lehinde konuştu.

Ancak bazı bilim adamları keşif konusunda şüpheci. Astrobiyolog ve fosforun indirgenmiş halleri konusunda uzman olan Matthew Pasek, bilgisayar simülasyonları tarafından hesaba katılmamış bazı egzotik süreçler olduğunu öne sürdü. Venüs'te yer alabilecek olan oydu. Pasek, bilim adamlarının dünyadaki yaşamın nasıl fosfin ürettiğinden ve bunun organizmalar tarafından üretilip üretilmediğinden hala emin olmadıklarını da sözlerine ekledi.

Taşa gömülü

Yine Mars ile ilişkilendirilen bir başka olası yaşam belirtisi, gezegenden alınan örneklerde canlı kalıntılarına benzer garip yapıların varlığıdır. Bunlara Marslı göktaşı ALH84001 dahildir. Yaklaşık 13.000 yıl önce Mars'tan uçtu ve 1984'te Antarktika'daki Allan Tepeleri (ALH, Allan Tepeleri anlamına gelir) çevresinde kar motosikleti yapan jeologlar tarafından Antarktika'da bulundu.

Bu göktaşının iki özelliği vardır. İlk olarak, aynı "ıslak Mars" döneminden, yani üzerinde su olabileceği zamandan bir kaya örneği. İkinci - fosilleşmiş biyolojik nesneleri anımsatan garip yapılar bulundu. Üstelik, organik madde izleri içerdikleri ortaya çıktı! Ancak bu "fosilleşmiş bakterilerin" karasal mikroorganizmalarla hiçbir ilgisi yoktur.

Herhangi bir karasal hücresel yaşam için çok küçüktürler. Ancak bu tür yapıların yaşamın öncüllerine işaret etmesi mümkündür. 1996 yılında, Johnson Center for NASA'dan David McKay ve meslektaşları, bir göktaşında sözde psödomorflar buldular - (bu durumda) biyolojik bir cismin şeklini taklit eden olağandışı kristal yapılar.

1996'daki duyurudan kısa bir süre sonra, Arizona Üniversitesi'nde gezegen bilimci olan Timothy Swindle, bilim camiasının iddialar hakkında ne düşündüğünü öğrenmek için 100'den fazla bilim insanı arasında resmi olmayan bir anket yaptı.

Birçok bilim insanı, McKay grubunun iddialarına şüpheyle yaklaşıyordu. Özellikle, bazı araştırmacılar bu kapanımların volkanik süreçlerin bir sonucu olarak ortaya çıkabileceğini savundu. Bir diğer itiraz ise yapıların çok küçük (nanometre) boyutlarıyla ilgiliydi. Ancak destekçiler, nanobakterilerin Dünya'da bulunduğuna itiraz ettiler. Modern nanobakterilerin ALH84001'deki nesnelerden temel olarak ayırt edilemezliğini gösteren bir çalışma var.

Tartışma Venüs fosfin örneğinde olduğu gibi aynı nedenden dolayı çıkmaza girdi: Bu tür yapıların nasıl oluştuğuna dair hala çok az fikrimiz var. Benzerliğin tesadüf olmadığını kimse garanti edemez. Dahası, yeryüzünde, sıradan mikropların bile "fosilleşmiş" kalıntılarından ayırt edilmesi zor olan kerit gibi kristaller vardır (az çalışılmış nanobakterilerden bahsetmiyorum bile).

Dünya dışı yaşam arayışı, kendi gölgenizin peşinden koşmak gibidir. Görünüşe göre cevap önümüzde, sadece yaklaşmamız gerekiyor. Ama uzaklaşıyor, yeni karmaşıklıklar ve çekinceler ediniyor. Bilim bu şekilde çalışır - "yanlış pozitifleri" ortadan kaldırarak. Ya spektral analiz hatalı çalışırsa? Ya Mars'taki metan sadece yerel bir anormallikse? Ya bakteri gibi görünen yapılar sadece bir doğa oyunuysa? Tüm şüpheler tamamen ortadan kaldırılamaz.

Evrende sürekli olarak yaşam salgınlarının ortaya çıkması oldukça olasıdır - burada ve orada. Ve biz, teleskoplarımız ve spektrometrelerimizle randevuya hep geç kalıyoruz. Ya da tam tersine, çok erken varıyoruz. Ancak, Evrenin bir bütün olarak homojen olduğunu ve dünyevi süreçlerin başka bir yerde gerçekleşmesi gerektiğini söyleyen Kopernik ilkesine inanıyorsanız, er ya da geç kesişeceğiz. Bu bir zaman ve teknoloji meselesi.