Connect with us

Astrobiyoloji

Ötegezegenlerde “Biyolojik İmza”ların Saptanması

Bu yazıyı yaklaşık 12 dakikada okuyabilirsiniz.

Güneş Sistemi dışında keşfedilen gezegenlerin atmosferlerinde, “biyolojik  imza”ların saptanması üzerine…

Astrobiyoloji’nin Kısa Tarihi

İnsan, gökyüzüne ilk bakışından beri, ortaya çıkmış bulunduğu bu tehlikelerle dolu tenha evrende kozmik bir yoldaş bulmak arzusuyla çok eski çağlardan beri dolup taşmaktadır. Öyle ki, astrobiyolojinin babası olarak kabul edilen ve Demokritus’un öğrencisi olan Metrodorus, Gelibolu’da yaşayan antik bir düşünürdü. M.O. 467 yılında bir gün gözüne takılan bir ”kayan yıldızı” takip ederek, parçalarını bugünkü Çanakkale yakınlarında düşmüş olarak bulup, inceledi. [1]

Bulduğu şey, Aristoteles’in evren modelinin öngördüğünün tam aksine (Aristoteles, tek ve özel olan Dünya’nın merkezinin evrenin de merkezi olduğunu ve ağır cisimlerin buraya çökmek istediklerini iddia etmiştir. Onun -ve elbet kilisenin gözünde, Evren, içten dışa doğru ”hafifleşen” 5 temel elementten oluşmuştu: Toprak, Su, Hava, Ateş ve bir de hepsinden daha hafif olan ve bütün gök cisimlerinin maddesi 5. element, onun değişiyle ”Quintessenza” ) her yerde görmeye alışkın olduğu sıradan taşlardan çok da farklı ve özellikle de daha hafif olmayan bir maddeydi.

Metrodorus (M.O. 400-500)

 

Metrodorus, Aristoteles’in bu evren modelindeki sıraya heyecan verici bir ekleme yapmıştı. Toprak, su, hava, ateş, quintessenza ve yine toprak! Bu bulgularından yaptığı mantıksal çıkarımlara dayanarak Metrodorus, gök cisimlerinin de Dünya’daki maddelerden yapılmış olduğunu, bu yüzden de Dünya Evren’in merkezi olsaydı bütün yıldızların Dünya’ya düşmesi gerektiğini vurguladı ve daha da ileri giderek bütün yıldızların birer Güneş olduğunu; bunların da etrafında gezegenler olduğunu söyledi. En sonunda, bu gezegenlerde yaşayanların da olabileceğini belirterek astrobiyolojinin babası olma ünvanı kazanmış oldu. Zaten Mistikçiler (Platon, Aristoteles vs…) ve Deneyciler (Demokritus, Metrodorus vs…) olarak birbirine düşmüş olan bu iki felsefi yaklaşım ve takipçileri, bu olaydan sonra derin bir kopuş yaşadı. [2]

Kilisenin mutlak doğru kabul edeceği ve yaklaşık 2000 yıl sonra bile Giordano Bruno ve Galileo Galilei gibilerinin başına bela olacak Aristoteles’in evren modeli, halbuki ilk darbesini İsa’nın doğumundan tam 467 yıl önce böyle alıp, çatırdamaya çoktan başlamıştı bile.

Böylece astrobiyolojinin felsefeden, bilime geçiş süreci de başlamış oldu. Bu süreç 1952 yılında yapılan meşhur Urey-Miller Deneyi [3] ve 1970′ lerde yapılan Viking 1, 2 deneyleri [4] ile tamamlanarak, astrobiyolojinin bilim camiasında kabul ve saygı gören deneye dayalı bir bilim dalı olması ile son buldu.

Bugün, galaksimiz Samanyolu ve evrenin geneli içerisinde, gezegenimiz Dünya ile benzer yapıya ve şartlara sahip olabilecek gezegenlerin çok büyük sayılarda var olduğunu biliyoruz.

E.T. Arayışında Kullandığımız Yöntemler

Bugün kullanılan birçok teknik vardır. Zira kullanılacak yöntemin, aranan yaşamın gelişmişliğine ve lokasyonuna bağlı olarak değişmesi muhtemeldir. Birinci elden yapılan deneyler elbette en güvenli olanlarıdır. Mars’tan kopan ve Antarktika’daki Allan Tepelerine düşen ALH 84001.0 meteorunun [5] incelenmesi veya Viking deneyleri buna örnektir. Buna rağmen ikisi de bir yere bağlanamadan sonuçsuz kalmıştır.

Bunun yanında, örneğin SETI bilimcileri, en az bizim kadar gelişmiş bir zeki yaşam türünün uzun zaman önce, çok uzaklardan göndermiş olabileceği sinyalleri, diğer gürültülerden ayıklayarak duymaya çalışır. Asıl mesele, radyo teleskoplarımızı çevirmek suretiyle, gökyüzünde dinlenecek ilginç koordinatların tam olarak nereler olduğunu saptamaktır.

İşte aşağıda bahsedeceğimiz 3. yöntem, ”Ötegezegen Atmosferlerinde Biyolojik imza Aranması”, tam da bu işe yaramasının dışında, kişisel olarak en tatmin edici bulduğumdur. Teleskoplarla bile zor saptanabilen, küçücük ve sönük bir ışık noktasından, deyim yerindeyse zorla öğrendiklerimiz, bize sorarsanız insan türünün bilgiye ve arkadaşlığa susamışlığını daha da gün yüzüne çıkarıyor. Ayrıca yalnız olmadığımızı kanıtlamanın en hızlı ve ucuz yolu olarak karşımıza çıkıyor.

Bio-İmzaları Belirlemek:

Güneş sistemimizden çok uzak yıldızların etrafında dönen, Dünya benzeri veya kayalık bir gezegeni doğrudan fotoğraflayabildiğimizde (ki EELT ve James Webb Teleskopları ile çok yakında bunu yapmaya yaklaşacağız), o gezegende hayat olup olmadığını nasıl bilebiliriz? Elimizdeki en iyi yöntem, bu gezegenlerin atmosferlerinde ve yüzeylerinde bio-imzalar aramaktır.

Teninize vurup sizi bronzlaştıran Güneş ışığı, bunu yapabilmek için milyonlarca yıllık bir yolculuk gerçekleştirdi. Tabii siz solaryuma giderek de bronzlaşabilirsiniz. İşte fizik biliminin pratik faydalarından biri...

Dünya yüzeyini kaplamış olan yaşam ile beraber var olan element ve bileşiklerden yansıyan Güneş ışığı, gezegenimiz için çok uzaklardan tespit edilebilecek bir biyolojik imza oluşturur.

 

Arabalar, şehirler ve (evet) Çin Seddi bile uzaydan görülemezler. Dünya’da hayat ortaya çıktığından beri, dışarıdan bakan biri için görsel olarak neredeyse hiç bir şey değişmiştir. Pekala, şimdi Dünya’ya bir göz atalım ve buradaki hayatı uzaktan nasıl saptayabileceğimizi düşünelim.

Bio-imzaları saptamanın iki aşaması vardır. Önce bio-imzaların kendileri tanımlanır, sonra bunların mevcut olup olmadığını gösterecek güvenilir yöntemler bulunur. Bilimciler bu imzaların uzun ve detaylı listelerini yapmışlardır. [6] Bunlardan en önemlilerini tanıyalım.

• Oksijen :
Bilinen yaşamın oksijen ürettiğini çoktan gördük. Fotosentez oksijen üretir. Hayatın bir imzası bu. Çok düşük olan oksijen seviyeleri jeolojik veya kimyasal süreçlerle üretilebilse de, Dünya’daki gibi % 21 gibi yüksek bir oran her yeri ilginç kılmaya yetecektir.

• Metan ve Oksijen:
Biyoloji aynı zamanda hayatın bir başka imzası olan metan da üretebilir. Ancak Dünya’yla ilgili ilginç olan şey, oksijenin metan ile birlikte var olmasıdır. Normal kimyasal reaksiyonlarda, metanın oksijen tarafından tüketilmesini bekleriz. O halde, normal kimyasal süreçlerden bekleyeceğimiz dengenin dışında, atmosferde oksijen ve metanın bir arada bulunması, gezegenimizde hayat olduğunun bir göstergesidir.

• Ozon:
Aradığımız başka bir imza da ozon. Ozon oksijen ile üretilir. Oksijen,  Güneş ışığı ve üst atmosfer ile reaksiyona girer ve ozon üreterek ultraviyole ışınımını süzer. Ozonun, gezegenimiz tarafından yansıtılan ışıkta çok güçlü bir imzası olduğu ortaya çıkıyor. O halde, ozonu hayatın olası bir imzası olarak kullanabiliriz, tıpkı onun yapıtaşları olan Oksijeni kullanabileceğimiz gibi.

Ozon oluşumu (ESA Science’den alınmıştır). Ozon, dikkate alınması gereken güçlü bir biyolojik imzadır.

 

Yüzeydeki Biyolojik İmza’lar:
Bir gezegenin soluk ışığından, onun atmosferindeki gazları ve oranlarını araştırabilmenin yanı sıra, o gezegenin yüzeyindeki biyolojiyi de doğrudan inceleyebiliriz. Kendi gezegenimizdeki bitki örtüsü çok algılanabilir bir imza verir, çünkü kızılötesi ışığı yansıtır. Bu yolla bir dış gezegenin yüzeyindeki vejetasyon benzeri yaşamı makul bir şekilde tespit edebiliriz.

NEDEN TEMKİNLİ OLMAK GEREK?

Bu biyolojik imzalar konusunda çok dikkatli olmalıyız, çünkü her zaman biyolojik olarak üretilmemiştir. Örneğin, oksijen, gezegensel bir atmosferde biyolojik olmayan işlemlerle üretilebilir. Mars atmosferi, örneğinyaklaşık % 0.14 oksijen içerir. Ve bu, Mars atmosferdeki Güneş ışığıyla reaksiyona giren karbondioksit ile biyolojik olmayan doğal süreçler sonunda üretilir.

Fakat yine hatırlatalım, oksijenin yüksek oranda bulunması ne olursa olsun astrobiyologların ilgisini çekecektir. Biyolojik olmayan işlemlerle, özellikle de sıvı suyun bulunduğu bir gezegende, bir atmosferde çok yüksek oksijen yoğunluğuna ulaşamayacağınızı söylemek doğrudur. Kendi gezegenimizin atmosferindeki % 21 oranındaki oksijen seviyesi gerçekten hayatın güçlü bir göstergesidir. Hayatın olmadığı bir gezegende o kadar oksijen seviyesine ulaşılamaz. [7]

Peki, oksijen seviyesi çok düşük olan, anoksik gezegenler ne olacak? Bunun genç Dünya için böyle olduğunu biliyoruz. Gezegenimizde çok düşük oksijen konsantrasyonları vardı, ancak yine de hayat olduğunu biliyoruz. Bu durumda ne yapılabilir?

titan457154

Metan arayabiliriz. Metan, oksijensiz ortamlarda mikroorganizmalar tarafından üretilir. Ancak sorun, metanın biyolojik olmayan süreçlerle de üretilebileceği ve bu sebeple sonuca ulaşabileceğimiz bir gösterge olmayışıdır. Örneğin, görseldeki Satürn’ün uydusu Titan benzeri bir ortam yoğun biçimde metan barındırır. Ancak, bu metanın biyolojik tabanlı olduğunu söyleyemeyiz.

 

Bilim insanları, anoksik atmosferlerde yaşam işaretleri olabilecek diğer gaz türlerini araştırmayı düşündüler.Örneğin  etan, azot oksit, hatta organik sülfür ve diğer bileşikler, anoksik atmosferlerde biyolojik imza olarak kullanılabilir. Bütün bilgileri verilere bağlamak, biyolojik imza saptamak kendi başına hayatın bir kanıtı değildir. Bir gezegenin yüzeyinde su buharı veya sıvı suya dair kanıtlar varsa, eğer gezegenin sıcaklığı karmaşık karbon bileşiklerinin oluşumu için beklenen aralıkta ise ve eğer ömür boyu gerekli diğer gazlar da varsa, biraz daha emin olabiliriz.

Astronomlar ve astrobiyologlar olarak, bu bio imzaların bulunduğu ve aynı zamanda yaşanabilir olan bir gezegen bulmak istiyoruz.

YAŞANABİLİR BİR GEZEGENDE BİO-İMZALARIN BULUNMADIĞINI KEŞFEDERSEK NE OLUR?

Her açıdan hassas olacak bu durumda bir çıkarım yapmak oldukça zor olacaktır. Bu gözlemlere sebep verebilecek birkaç olası durum mevcuttur.

1. Aranan canlıdan çıkan biyolojik imza, saptanacak kadar büyük veya fazla olmayabilir.
2. Yanlış şeyi arıyor olabiliriz. Belki de yaşam vardır ama, bizim bilmediğimiz bir formudur. Sonuçta evrende canlanmanın veya bilinç kazanmanın birçok yolu olabileceğini düşünüyoruz.
3. Yaşam vardır ama, yer altındadır. Atmosferi veya gezegenin yüzeyini değiştirecek kadar atık üretmezler.
4. Belki de sadece hayat yoktur veya henüz başlamamıştır. Gezegen yaşanabilir ama yaşayanı yoktur.

Şimdi, biyolojik imzaların nasıl saptandığına geçmeden önce, bu yolda gerekli olabilecek birkaç ufak şeyi hatırlayalım.

DOPPLER ETKİSİ

Doppler Etkisi, dalga çıkartan kaynaklar hareket ettiğinde, onu izleyen gözlemcilerin başına gelen şeydir. İlgilendiğimiz dalgalar noktasal kabul edeceğimiz kaynaklarından küresel veya dairesel olarak eşit aralıklarla (eşit sürelerde bir) ortaya çıkarlar. Bu kaynak bu şekilde dalga yollamaya devam ederek herhangi bir yöne doğru hareket ettiğinde, hareket yönünden ona bakan bir gözlemci için, ‘t’ zaman sonra gönderdiği dalga ile ondan bir önceki yani ilk anda göndermiş olduğu dalganın arası, eğer yerinde duruyor olsaydı göndereceği aynı iki dalganın arasından daha az olacaktır. Bu gözlemciye göre dalgalar sıkışır ve dalga boyu kısalır. Eğer bu dalga ışık ise ”maviye kayar”, ses ise ”tizleşir”. Elbette arkadan bakan bir gözlemci için ise tam tersi geçerlidir, kaynak gerçekte olduğundan daha kırmızı görünür ve sesi kalınlaşır. Bilimciler ışığın bu fenomenine kısaca ”redshift” demişlerdir.

Doppler Etkisi

Doppler etkisini kullanarak, bir cismin bize yaklaşıp yaklaşmadığını veya uzaklaşıp uzaklaşmadığını ve hatta bunu yapma hızlarını bulabiliriz. Günlük hayatımızda bu olayı, arabamıza ”radardan” hız cezası yerken veya Formula 1 araçlarının yanıızdan geçip giderkenki sesini dinlediğimizde deneyimleriz. Doppler Etkisinin ötegezegenlerdeki biyolojik imzaların saptanması görevimizdeki yerini aşağıdaki kısa hatırlatmadan sonra açıklayacağım.

KÜTLE ÇEKİM

  • Kütlesi olan cisimler, bu kütle ne kadar küçük olursa olsun, evrendeki diğer bütün kütleler ile gizemli bir ilişki içerisindedir.
  • Kuvvet kullanılarak oluşturulan her etkiye eşit bir tepki uygulanmak zorundadır.

Bunlar basit gibi görünen, banal bilgiler olsa da evrenin öteki ucundaki bir galaksiyle aranızda her zaman bir çekim kuvveti olduğunu bilmek veya elinizdeki bir topu havaya atıp tutuyorken, sadece birazcık ve bir anlık da olsa, (kendiniz de dahil olmak üzere) bütün dünyayı da aşağı doğru hoplattığınızı bilmek eğlencelidir. Bir teorik fizikçinin Dünya’yı yerinden oynatması için devasa bir sopaya ihtiyacı yoktur.

Karşılıklı uygulanan, kütlelerden kaynaklanan ve uzaklığın karesi ile ters orantılı olan bu çekim gücü, yıldızın gezegeni çekerek yörüngesinde tutmasına olanak verirken, aynı zamanda gezegenin de (ne kadar küçük olursa olsun) yıldızını çekmesine sebep olur. Bunun sonucunda bu ikili sistemin merkezi, yıldızın geometrik merkezi olmak yerine, yıldızın (genellikle) içinde bir yerlerde kalan ve yıldızın kendisinin de etrafında dönüyor olduğu bir noktadır. Bu da yıldızın dairesel bir şekilde ”yalpalıyormuş” gibi görünmesine sebep olur.

Penn State University

BU İKİSİNİN BİYOLOJİK İMZALARIN SAPTANMASI İLE NE İLGİSİ VAR?

Bu iki bilgi, yaratıcı beyinlerde kullanıldığında bize, bir yıldızın gezegeni olup olmadığını ve hatta eğer varsa o gezegenin o anda nerede olduğunu söyler. Yalpalama Sonucunda Oluşan Doppler Etkisi

Etrafında gezegen olan, uygun bir yıldızın yapacağı bu dairesel yalpalama hareketi sırasında; yıldız, merkezi kendi içinde kalan küçücük yörüngesi üzerinde bize doğru yaklaştığında daha mavi, bize en yakın noktasından geçip tekrar uzaklaşmaya başladığında ise daha kırmızı görünür. En mavi olduğu yer ve en kırmızı olduğu yerler, yani radial hızın maksimuma ulastığı noktalar, yörüngenin iki ucunu belirler. 

Kırmızıdan maviye geçişte gezegen yıldızın arkasındadır (eclipse). Maviden kırmızıya geçildiği noktada ise gezegen yıldızıyla bizim aramıza girmiştir. (Bu anda yarattığı gölge ise bize gezegenin boyutlarını verir.) Bu iki durumda da radial hız bir anlığına sıfırdır.

BİO – İMZALAR NASIL GÖZLEMLENİR?

biosign-3

Yıldız ışığında biyolojik imza arama yöntemi. (Edinburgh Üniversitesi, Astrobiyoloji ders sunumlarından alınmıştır.)

 

Bir ışık kaynağından çıkan ve bir prizma ile tayfına (spektrumuna) ayrıştırılan bir ışık demetinin tayfında bazı emilim çizgileri olacaktır. Örneğin yukarıdaki resmin sağ alt köşesindeki grafikteki iki düşüşte belirli iki elementin imzası.

Fakat bu işi yapmak çok zordur. İstenilen ışık; yıldızın yüzeyinden çıkacak, gezegenin atmosferine girip çıkacak, oradan da buraya kadar gelecektir. Dış gezegenler çok uzaktır, ilginç olanları küçüktür ve çok parlak olan şeylere (yıldızlara) çok yakınlardır. Bizim istediğimiz ise, sadece gezegenin atmosferinden geçip süzülerek gelen ışıktır.

Bunu yapmanın zekice bir yolu ise, aşağıda gözüktüğü gibidir:

• Gezegen ve yıldızın birlikte spektrumu alınır.
• Ardından gezegenin yıldızın arkasına geçmesini bekleyip sadece yıldızınki alınır
• Son olarak da ilk tayf ikinciden çıkarılır.

Gezegen Spektrumun Ayrıştırılması

 

Geriye sadece gezegenin atmosferinin nelerden oluştuğu ve dolayısıyla orada nelerin yaşadığı kalır. Metrodorus, Giordano Bruno, Cristiaan Huygens ve Carl Sagan gibilerin omuzlarında yükselen ve bir çok heyecanlı keşfe gebe bir bilim dalı olan astrobiyoloji, en büyük sorularımızı cevaplama yetisine henüz daha yeni kavuşmuştur.

Cengiz Büyükuncu

KAYNAKÇA
[1] : Jayawardhana, Ray. (2011), Le Scienze Codice Edizioni: ”Strani Mondi: La Ricerca di Nuovi Pianeti e della Vita Oltre il Sistema Solare” – sf. 4-5
[2] : Sagan, Carl. (1980) Altin Kitaplar: ”Kozmos” – sf. 200-210.
[3] : http://dosequis.colorado.edu/Courses/MethodsLogic/Docs/Miller.pdf
[4] : http://gillevin.com/Mars/Reprint_107-SPIE.pdf
[5] : (1) http://www.lpi.usra.edu/lpi/meteorites/alhnpap.html (2)
https://www.nasa.gov/centers/johnson/pdf/403099main_GCA_2009_final_corrected.pdf
[6] : Seager, S. , JJ.Petkowski ve Bains, W. : (2016) ”Toward a List of Molecules as Potential
Biosignature Gases for the Search for Life on Exoplanets and Applications to Terrestrial Biochemistry.”
[7] : Prof. Cockell (Astrobiology Lectures – University of Edinburgh)
[8] : Rothery, D. ; Gilmour, I. ; Sephton, M. (2011) Cambridge University Press: An
Introduction to Astrobiology

Astrobiyoloji

Proxima Centauri’den Gelen Sinyal Uzaylıların İşareti Olabilir Mi?

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 5 dakikada okuyabilirsiniz.

Gökbilimciler Avustralya Parkes Gözlemevi’nde bulunan radyo teleskoplarla görece yakın bir yıldızın bulunduğu konumdan gelen ilginç bir sinyal tespit ettiler. Alınan sinyal, doğal yollarla oluşamayacak frekans aralığında olduğu için dünya dışı akıllı yaşam ihtimalini de beraberinde getirdi. Yazımızda, ihtimallerin neler olduğuna değineceğiz. 

Yazımızın video versiyonunu bu linke tıklayarak veya aşağıdan izleyebilirsiniz. Video izlemek yerine okumayı tercih ediyorsanız, sayfayı aşağı kaydırıp okumaya devam edebilirsiniz. 

Proxima Centauri yıldızı 4.2 ışık yılı uzaklığıyla güneş sistemine en yakın yıldız olarak biliniyor. Ayrıca yıldızın yörüngesinde 2 adet ötegezegen de bulunuyor. Bu ötegezegenlerden biri olan Proxima Centauri b ötegezegeni, suyun sıvı hâlde kalmasına imkân sağlayan yaşanılabilir bölgede yer alıyor. Bu bilgi, bu ötegezegende akıllı varlıkların var olabileceği ihtimalini de beraberinde getiriyor.

Ancak aynı zamanda bu ötegezegen yıldızına kütle çekim kilidiyle bağlı halde yörüngede dönüyor. Yani bu ötegezegenin kendi etrafındaki dönüş hızı ile yıldızın çevresindeki dönüş hızı eşit. Bu da gezegenin yalnızca bir yüzünün sürekli olarak yıldızına baktığı anlamına geliyor. Örneğin bu durum, Dünya – Ay arasında da gerçekleştiği için biz Dünya’dan Ay’ın hep aynı yüzünü görüyoruz. İşte Proxima Centauri b yaşanılabilir kuşakta bulunsa da kütle çekim kilidinden dolayı, hep bir yüzünün yıldızına dönük olması nedeniyle yoğun radyasyona maruz kalarak atmosferini kaybetmiş olabilir. Bu da gezegen üzerinde yaşam ihtimalini düşüren etkenlerden biri. 

Kütle çekim kilidi Güneş Sistemimizde yalnızca Dünya – Ay arasında gerçekleşmiyor. Bu hareketli görsel, Plüton ve uydusu Charon arasındaki kütle çekim kilidini gösteriyor.

 

Peki ya buradan gelen sinyal neyin nesi? İhtimaller neler olabilir? 

Öncelikle sinyalin kaynağı hakkında konuşmak için henüz çok erken. Çünkü sinyalin kaynağına dair bir dizi ihtimal bulunuyor. Elbette aralarında dünya dışı akıllı yaşamdan gelmiş olma olasılığı da var ama bu ihtimal astronomlara göre çok düşük. Aslında sinyalin bu kadar kafa karıştırıcı ve ilgi çekici olmasının sebebi, sinyalin frekans aralığı. Çünkü 982 megahertzlik frekans aralığı, bildiğimiz hiçbir gök cismi tarafından üretilmez.

Bu frekans aralığındaki sinyallere uydular gibi insan yapımı nesneler sebep olabilir. Bu yüzden sinyale dünyamızın etrafında dönen uydudan birinin sebep olmuş olma ihtimali mevcut. Çünkü dünyamız yörüngesinde 2700 kadar çalışır vaziyette uydu var ve bu uydular Dünya’ya sürekli veri gönderiyor. Bununla birlikte sinyalin Proxima Centauri’den geldiği bile kesin değil. Çünkü sinyal Proxima Centauri ile aynı hizada yer alan, fakat arkasındaki başka bir kaynaktan da iletiliyor olabilir. 

Sinyalin bu bölgeden geldiğini varsaydığımızda bile başka ihtimaller bizi karşılıyor. Örneğin güneş sistemimizde, büyük manyetik alanı yüzünden bazı radyo atımları Jüpiter’den kaynaklanabiliyor. Yani Proxima Centauri bölgesinde yer alan manyetik alanı çok güçlü bir gezegen de bu sinyallere sebep oluyor olabilir. Ancak bu olasılığın gerçek olma ihtimali de bir hayli düşük. Çünkü Proxima Centauri’nin bulunduğu bölgeye Jüpiter’i koyacak olsaydık, Jüpiter’in manyetik alanından kaynaklanan radyo sinyalleri, bugüne dek dünyaya gelen en zayıf sinyalden bile 1.000 kat daha zayıf olurdu. Özetle bu ihtimal için imkânsız diyemeyiz ancak, çok düşük bir ihtimal olarak niteleyebiliriz. 

 

İhtimalleri daha da uzatabiliriz. Örneğin sinyale sebeb olan şey, astronomlardan birinin karnının acıkması bile olabilir. Kulağa komik geliyor ama aslında evet, bu gerçekten olabilir. Çünkü bundan yaklaşık 5 yıl öncesinde Parkes gözlemevinde, uzaydan geldiği düşünülen bir sinyal tespit ediliyor ancak sonrasında bu sinyale sebep olan kaynağın, bir mikrodalga fırını olduğu anlaşılıyor. 

Proxima Centaturi’den gelen 982 megahertzlik frekans, bir kuasar, karadelik ya da bu tür bir gök cisminden gelebilecek kadar güçlü bir sinyal değil. Anlayacağınız, ihtimaller bir hayli fazla ama sinyalin akıllı yaşama işaret ettiğini düşünmeyi bizler de çok istesek de bu oldukça düşük bir olasılık. Bunun en güzel örneklerinden biri Türkçe’ye Hızlı Radyo Atımları olarak çevirebileceğimiz FRB’ler. FRB sinyalleri, milisaniyeler içerisinde çok yüksek enerjili sinyaller yayabilen radyo sinyalleridirler ve yalnızca milisaniyeler içerisinde Güneş’in üç günde yaydığı enerjiden daha fazla enerji üretebilirler.

Yüksek enerjili bu radyo sinyallerinin nereden geldiği ve nasıl oluştuğu, on yılı aşkın bir süredir astronomların en çok merak ettiği konulardan bir tanesiydi. Sinyallere sebep olan ihtimaller arasında kara delikler, süpernovalar, nötron yıldızları ve hatta Proxima Centauri bölgesinden gelen sinyalde düşünüldüğü gibi “uzaylılar” bile vardı. 2020 yılının Nisan ayına dek yaklaşık 50 kadar FRB sinyali tespit edilmişti ve bu sinyaller milyonlarca ışık yılı uzaklıktan Dünya’ya ulaşıyordu. Ancak 2020 Nisan ayında ilk defa bir FRB’nin galaksimiz Samanyolu’ndan geldiği tespit edildi. Dolayısıyla astronomlar bu bölgeye odaklandılar ve sinyallerin kaynağının oldukça güçlü manyetik alanları bulunan magnetarlar olduğunu keşfettiler. Çünkü evrenin en güçlü mıknatısları olarak da tanımlayabileceğimiz magnetarlar, muazzam güçte manyetik alanlara sahipler ve çok kısa sürelerde güçlü sinyaller üretebiliyorlar.

Gizemi 2007’den beri çözülemeyen, ve uzaylılardan geldiği düşünülen bu sinyallerin kaynağı en sonunda tespit edilebilmişti. 

Özetlemek gerekirse; Belki henüz keşfetmediğimiz bir tür ötegezegenin manyetik alanı, düşük frekans aralığında sinyal gönderiyor olabilir. Ya da Proxima Centauri’den geldiğini düşündüğümüz sinyal, mikrodalga örneğinde olduğu gibi yerel bir kaynaktan da iletiliyor olabilir. Yani Proxima Centauri’den gelen sinyal hakkında henüz yeterince bilgi sahibi değiliz; Ancak henüz sinyalin kaynağını kesin olarak bilmiyor olmamız, uzaylılardan geldiği anlamına da gelmiyor. 

Hazırlayan: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar ve Referanslar: 

  1. https://www.seti.org/signal-proxima-centauri
  2. https://www.universetoday.com/149382/a-very-interesting-radio-signal-was-just-detected-coming-from-proxima-centauri/
  3. https://www.planetary.org/articles/aliens-at-proxima-centauri-a-new-radio-signal-raises-the-question

Okumaya devam et

Astrobiyoloji

NASA Ay’da Yine Su Buldu! Toplanın, Ay’a Gidiyoruz

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 9 dakikada okuyabilirsiniz.

2020 yılının Ekim ayında NASA, Ay’da büyük bir keşif yapıldığının haberini duyurdu. Bu keşfin, gelecek Ay görevleri ile ilintili olacağı da AKTARILDI. Duyurudan 5 gün sonra da açıklama geldi, Ay’da su bulunmuştu.

Evet, yine! Ama önemli bir farkla. Bu defa su, Ay’ın ışık alan yüzeyinde tespit edilmişti. “Nasıl yani?” dediğinizi duyar gibiyiz. “Ay’ın ışık almayan yüzeyi de mi var?” Hayır, yok. Aslında bu son su keşfi ile ilgili, özellikle ülkemizde çıkan haberler çok yüzeysel olduğu için ciddi yanlış anlaşılmalar meydana geldi. Konumuz Ay’dan açılmışken bu karışıklıklara da açıklık getirelim.

Ay’ın aslında her yüzeyi ışık alır, çünkü Ay da Dünya’mız gibi kendi ekseni etrafında döner. Haliyle her yüzeyi belirli dönemlerde Güneş’ten ışık alır. Ay’ın kendi ekseni etrafında 1 tur dönmesiyle, Dünya etrafında 1 tur dönmesi tam tamına eşit sürede gerçekleşir. Kütle çekim kilidi adı verilen bu durumdan dolayı Dünya’dan Ay’ın hep aynı yüzü görülür. Ay’ın Dünya’dan görülmeyen tarafına halk arasında “Ay’ın Karanlık Yüzü” denir. İşte karmaşa tam da burada başlıyor.

Ay’ın karanlık yüzü ifadesi son derece yanlıştır. Astronomide “Uzak Yüz” ve “Yakın Yüz” ifadeleri kullanılır ancak “Karanlık Yüz” ifadesi kullanılmaz. Uzak yüzün ilk fotoğrafı 1959 yılında Sovyet Uzay Aracı Luna 3 tarafından çekilmiştir. Dahası 2019 yılında, Çin’e ait bir uzay aracı olan Chang-4, ayın uzak yüzüne yumuşak iniş yapan ilk uzay aracı olmuştur.

Ay’ın arka yüzünün 1959’da Luna 3 Uzay Aracı tarafından çekilen ilk fotoğrafı. İlk deneme olduğu için oldukça kötü görünse de, SSCB, 1960’larda çok daha net fotoğraflarını da çekip yayınladı. Kötü de olsa, bu fotoğraf ilk olduğu için bilim insanları ve insanlık tarihi açısından büyük öneme sahiptir.

 

Şimdi sadede gelelim… Eğer Ay’ın her yüzü ışık alıyorsa, daha önce yapılan ve su olabileceği düşünülen keşifler nerede olmuştu? Cevap, gölge yerler. Hem de muhtemelen birkaç milyar yıldır sürekli gölge olan yerler. Böyle yerler, Ay’ın kutuplarındaki kraterler içerisinde mümkündür. Ay’ın Güneş etrafındaki dönüş ekseni, kendi eksenine neredeyse dik olduğu için, kutuplarda yer alan kraterlerin içine ışık düşemez. Bu bölgeler daima gölgede kaldığı için karanlıktır, ısınamaz ve haliyle su varsa da buharlaşmış olamaz; buz olarak kalır. Bu sebeple yıllardır su olması muhtemel bölgeler olarak kutuplara odaklanılmıştı.

Bu defa ise Ay’ın gölge olmayan, 2 hafta boyunca sürekli ışık alan ve haliyle 100 santigrat derecenin çok üzerinde sıcaklıklara ulaşan, yani önceden su bulunmadığı düşünülen kısımlarda su izine rastlandı. Ay’da kalın bir atmosfer tabakası olmadığı için Ay’ın genelinde su varlığına dair bir kanıt yoktu; çünkü kaynayan suyun uzaya kaçmasına engel olacak bir etken de yoktu. Bu keşif, suyun sadece bu seferlik bulunduğu yer açısından değil, Ay yüzeyinin tamamına ya da en azından belli kısımlarına yayılmış olabileceği ümidini doğurduğu için ayrıca heyecan yarattı. Eğer ışık almasına rağmen bu bölgelerde su varsa, neden başka yerlerde olmasın fikri akıllara geliverdi.

Geçmişte pek çok defa Ay’da su varlığı ile ilgili iddialar ortaya atıldığını söylemiştik. Ancak, suyun kesin varlığından ziyade, suyu meydana getiren oksijen ve hidrojen atomlarının ya da bunlardan oluşan moleküllerin izleriydi bunlar. Diğer ifadeyle; OH sembolü ile gösterilen hidroksil molekülü olması da ihtimal dahilindeydi. Yani bulunan şey; H2O muydu yoksa OH mı, emin olunamamıştı. Bu defa ise yapılan gözlemin sonucunda bulunan maddenin H2O olduğundan pek çok kişi emin.

“Peki neden Ay’da ısrarla su arıyoruz? Dünyadan götürsek ne olur sanki?” sorusu akla gelebilir ilk bakışta. Nasılsa koca koca roketler fırlatıyoruz diye düşünebiliriz. Ancak o iş tam olarak öyle olmuyor. Fırlatılan bir roketin sadece %4’lük kısmı faydalı yüktür. %90’ı yakıtın kendisi ve %6’sı da motorlar veya tanklardan oluşur. Yani 1 kilogramlık yükü uzaya taşımak için 24 kat daha fazla yakıt gerekmektedir. Bunu doğrusal olarak da düşünemeyiz. İlave yük, ilave yakıt demek. İlave yakıt, daha büyük tank ve haliyle daha fazla yük demek. Bu da yeni yük için yine ilave yakıt ve daha da büyük tank derken muazzam miktarlar ortaya çıkarabilir. O nedenle de yanımıza alınması gereken su gibi olmazsa olmaz malzemeler ne kadar az olursa, bunun yerine başka yüklerin taşınması tercih edilebilir. Kısacası Ay yüzeyinde su bulunması, Ay’a gitmeyi ve Ay’da üs kurmayı büyük oranda kolaylaştırabilecek. Olası Ay üslerinde yaşayacak insanlar Dünya’dan su taşımak yerine, oradaki suyu kullanabilecek.

(Görsel Kaynağı: ESA /Pierre Carril)

 

Gelelim bu keşfin neden önemli olduğuna. Ay’da topyekûn bir koloni için henüz çok erken. Zaten Ay yaşamak için çok da cazip bir yer değil. Atmosfer yok, sıcaklıklar iki hafta kadar süren gece gündüz arasında 200 santigrat derece fark ediyor ve sürekli meteor çarpmalarına maruz kalıyor. Ay’ın yüzey alanı sadece 38 milyon km2. Dünya’nın toplam yüzey alanı 510 milyon km2 ve bunun 149 milyon km2’lik kısmı da karalardan oluşuyor. Yani, Ay’ın toplam yüzey alanı Dünya’daki karaların dörtte biri kadar. Kıyaslama yapabilmek için, Rusya 17 milyon, ABD 10 milyon ve Türkiye 0,8 milyon km2 yüzey alanına sahip. Fakat Ay, güzel bir geçiş noktası olabilir.

Bu noktada önemli bir konuyu ele alalım. Ay’a giden ve geri dönen insanlı insansız tüm misyonlar için gidiş kısmı kontrol altında diyelim. Muhteşem hazırlıklar sonrası roket fırlatılıyor, Ay’a ulaşıyor, görevlerini yerine getiriyor ve dönüyor. Peki dönüş nasıl oluyor hiç düşündünüz mü? Ay’da ne uzay üssü var ne de fırlatma rampası. O nedenle Ay yüzeyinden dönmesi gerekecek yük çok az olmalı. Bu noktada en büyük avantaj “kaçış hızı” dediğimiz ve kütle çekim kuvvetinden kaçabilmek için ulaşmamız gereken minimum hızın, Ay’da, Dünya’dakinin sadece 1/6’sı kadar olması. Bu sayede Dünya’daki kadar büyük roketlere ihtiyaç duyulmuyor. Haliyle, Ay’dan ayrılmak, Dünya’dan ayrılmaktan çok daha kolay. Öyleyse Ay’ı, uzay yolculuklarında bir durak noktası yapmak çok güzel bir fikir.

Fakat her şey o kadar da kolay değil. Önce Ay’a, oradan da evrenimizin başka yerlerine gideceksek, Ay’da bir uzay üssü, dahası bir üretim üssü kurulması lazım. Eğer her şeyi Dünya’dan götürüp, Ay’dan tekrar fırlatırsak, bir anlamı olmayacaktır. Çünkü Dünya’dan çıkaracağımız her 1 gram kütle için zaten gerekli enerjiyi (haliyle parayı da) harcamış oluyoruz. Oysa Ay yüzeyindeki sudan da faydalanarak, roket yakıtını Ay’da üretmeyi başarabilirsek, asıl faydayı elde etmiş oluruz.

Ay’da bulunacak suyun getirebileceği diğer önemli bir fayda da yaşamsal ihtiyaçlar için, orada bulunacak astronotlar tarafından kullanılabilecek olmasıdır. Hatta, uzun vadede eğer çok miktarda su bulunabilirse, solunabilir oksijen elde etmek için de kullanılması da mümkün olacaktır. Sudaki hidrojen ve oksijeni uygun şekilde ayrıştırdığımızda, hidrojeni yakıt, ve oksijeni de solumak için kullanabilirsek, bir taşla iki kuşu gözünden vurmuş oluruz.

 

Bu yeni su keşfinin nasıl yapıldığından bahsedelim biraz da… Keşif, Amerikan Uzay Ajansı NASA ve Alman Uzay Ajansı DLR’in ortak girişimiyle; “bilge” anlamına gelen ve “Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy” ifadesinin baş harflerinden oluşan SOFIA isimli, Boeing 747 uçağından modifiye edilmiş, adeta uçan bir teleskop ile yerden 14 km irtifada, atmosferdeki su buharının %99’unun üstünde yapıldı. Bu kadar yüksekte yapılmasının sebebi, uçağın ya da teleskobun isminde de geçtiği gibi “Infrared” yani kızıl ötesi ışınları su buharından etkilenmeden yakalayarak gözlemlemekti. Bu sayede SOFIA, suya has dalga boylarındaki yansımaları yakalayabilecekti ve neticesinde de Ay’ın bol güneşli Clavius Krateri’nde aranan bulguya rastlandı. Ay yüzeyine çarpan meteoritler ile geldiği düşünülen suyun, Ay toprağı içinde bir şekilde güneş ışığından korunarak buharlaşmadığı düşünülüyor. Suyun nasıl geldiği ve orada nasıl buharlaşmadan kaldığı konuları henüz çok ham. Umarım ki önümüzdeki günlerde, daha detaylı bilgilere sahip olabiliriz.

Madem Ay’dan bu kadar bahsettik, bir takım ilginç bilgileri de paylaşmadan geçmeyelim.

  • İngilizce’de tüm gezegenlerin uydularına “moon” denir. Dünya’mızın uydusu olan Ay ise “the Moon” olarak isimlendirilerek diğer gezegen uydularından ayrıştırılır.
  • Güneş sisteminde keşfedilmiş 205 uydu vardır. (Cüce gezegen veya asteroid uyduları hariç) Ay, bunlar içinde 5. büyük olandır. En büyük uydu, Jüpiter’in uydusu Ganymede’dir. Satürn, bilinen 82 uydusu ile en çok uyduya sahip gezegendir.
  • Ay’ın herhangi bir an Dünya’dan bakıldığında tam yarısı görünse de, yörüngesel hareketi nedeniyle zaman içinde toplam %59’luk yüzey alanı gözlemlenebilir. Yani Ay’ın “Uzak Yüzü” %41’lik kısmıdır.
  • Ay’ın uzak yüzünde bulunan yapay uydulardan, orada oldukları sırada doğrudan sinyal alınamaz çünkü Dünya ile arasında Ay’ın “kendisi” vardır. Göndereceği ya da alacağı sinyallerin bir başka yapay uydu ile yönlendirilmesi gerekir.
  • Ay’ın Dünya’dan hep aynı yüzünün görünmesi, Ay’ın kendi ekseni etrafında dönmediği düşüncesine neden olur. Aksine, kendi ekseni etrafında dönmeseydi, Dünya’dan farklı yüzeyleri de görülürdü.
  • Ay’ın Dünya etrafındaki bir dönüşü 27,3 gün sürer, ancak Ay’ın hilal halinden bir sonraki hilal haline 29,5 gün geçmesi gerekir. Genellikle karıştırılan bu farkın sebebi, bu 27 günlük süre için de Dünya’nın da Güneş etrafında bir miktar yol alması ve Ay’ın Güneş’e göre aynı konumuna gelebilmesi için 2,2 gün daha yol almasının gerekmesindendir.

Tarih boyunca insanların hayatına yön veren, “ayları” taksim etmemizi sağlayan, mistik ve ilahi dinlere referans olan biricik uydumuz, modern insanın da hayatına damga vuracak gibi duruyor. Ay’a gitmenin, bilet alınarak yapıldığı günleri görmek dileğiyle…

Hazırlayan: Uğur Çontu

Kaynaklar ve Referanslar: 

  1. https://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-announce-new-science-results-about-moon
  2.  https://kozmikanafor.com/ayin-karanlik-yuzu/
  3. https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-sofia-discovers-water-on-sunlit-surface-of-moon/
  4. https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html
  5. http://web.mit.edu/16.00/www/aec/rocket.html
  6. https://www.space.com/18135-how-big-is-the-moon.html
  7. http://www.ilectureonline.com/lectures/subject/ASTRONOMY/2/4

Okumaya devam et

Astrobiyoloji

Uzay Yolculuklarının Astronotların Sağlığı Üzerindeki Etkileri

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 7 dakikada okuyabilirsiniz.

Yakın gelecekte uzay turizminin ilk adımlarını atıp uzaya seyahatlar yapabileceğiz. Özellikle son zamanlarda gündeme sıkça gelen Elon Musk, Mars projesiyle önümüzdeki senelerde bunu gerçekleştirmeyi hedefliyor. Uzaya yapılan bu yolculuklarda sağlığımız nasıl etkileniyor? Astronotlar ne gibi sağlık sorunları yaşıyor? Uzayda hangi besinler tüketiliyor ve Astronotların dışkı gibi problemlerine nasıl çözümler üretiyorlar? Bu yazıda bu konular üzerinde duracağız.

Uzun mesafelerde yolculuk yapmak insanı yoran ve bir o kadar da sınırlarını zorlayan bir eylemdir. Üstelik seyahat edeceğiniz yer Mars ya da Ay ise yapacağınız bu uzun mesafeli yolculuk, beden ve zihin sağlığı açısından genel sağlığınız üzerine birtakım ciddi etkiler yaratabilir. Star Trek’teki USS Enterprise NCC-1701 ile birkaç ışık yılı mesafeleri kat etmek oldukça havalı ve eğlenceli gözükse de gerçekte bir uzay yolculuğu eğlenceden epey uzaktır.

Star Trek Next Generation dizisinde, Picard kumandasındaki ikonik Enterprise NCC 1701D yıldız gemisi. (Görsel kaynağı: www.imgur.com)

 

NASA’ya göre, insanlı uzay uçuşunun beş ana tehlikesi; radyasyon, yerçekimi, izolasyon, Dünya’dan uzaklık ve kapalı ortamlardır. Yörüngedeki düşük yerçekimi ortamında zaman geçirmek vücudunuzda ciddi değişikliklere neden olabilir. Örneğin; kemik ve kaslarınızın zayıflayıp tat duyunuzun azalması gibi. Hatta yapılan araştırmalara göre bu stres faktörlerinden bazılarının bağırsak mikrobiyotasını değiştirdiği, özellikle uzun süreli uzay uçuşu görevleri sırasında astronot sağlığı için bir risk oluşturduğu görülmüştür.

Bildiğimiz üzere bağırsaklarımızdaki mikrobiyotanın ve oluşturdukları metabolik ürünlerinin sağlığımız üzerinde muazzam bir etkisi vardır. Bağırsaklarımızdaki mikrobiyota belirli enfeksiyonların şiddetini azaltır, bunlara yanıt verme yeteneğimizi de kontrol eder böylece bağışıklığımızı güçlendirir. Bununla beraber duygularımızı ve ruh halimizi de etkiler.

Çevresel stres faktörleri de dahil olmak üzere birçok faktörün bağırsak mikrobiyal topluluğu arasındaki dengeyi bozduğu bilinmektedir. Bu dengenin bozulmasına Disbiyoz denir. Disbiyozun bağışıklık sistemimizin işleyişini etkilediği ve bizi hastalıklara ve enfeksiyonlara karşı savunmasız hale getirdiği bilinmektedir.

Zorlu bir mikro yerçekimi ortamında olmak genellikle mide bulantısı ve kusmaya yol açar. Bu durum astronotların iştahını azaltabilir. Yetersiz beslenme astronotları enfeksiyonlara karşı savaşması için daha savunmasız hale getirir bu da bağışıklıklarının zayıflamasına neden olur. Ayrıca bu durum astronotların psikolojik sağlıkları ve bilişsel becerilerini de etkiler.

Uzun süreli uzay görevleri sırasında astronotların, kabızlık ve ishal gibi gastrointestinal rahatsızlıklar, solunum yolu hastalıkları, cilt/deri tahrişi ve enfeksiyonları, kas ve kemik kaybının yanında anksiyete ve depresyon gibi bir dizi sağlık sorunundan muzdarip olduğu görülmüştür. Bu koşulların çoğu mikrobiyal disbiyoz, bağışıklık sistemlerinde düşüş ve aynı zamanda artan iltihaplanma ile karakterize olduğu görülmüştür.

Yapılan bir araştırmaya göre ISS’de 6–12 ay görev yapan 9 astronottan görev öncesi ve sonrasında olmak üzere nazal ve oral örnekler alınmış ve alınan örneklerde mürettebat arasında benzer sonuçlar görülmüştür. Test sonuçlarına göre mürettabat üyelerinin anti-inflamatuar potansiyele sahip bakteri gruplarında düşüş gözlemlenmiştir. Bakteri örnekleri arasında Akkermansia ve Ruminococcus’ta beş kat azalma Pseudobutyrivibrio ve Fusicatenibacter’de 3 kat azalma kaydedilmiştir. Bir probiyotik olan Akkermansia, bağırsak epitelinin bütünlüğüne katkıda bulunur ve bağırsak iltihaplanma tepkisini azaltır. Bunun gibi diğer bakteri florasının olumsuz etkilenmesi astronotların bağışıklık sistemlerinde düşüşü de beraberinde getirmektedir.

Peki Astronotlar Ne Yer Ne İçer?

Uzaya alınan yiyecekler belirli özelliklere sahip olmalıdır. Örneğin hafif, lezzetli ve besleyici olmalıdır. Ayrıca uzun süre soğutulmadan saklanmaları gerekir. Her astronota günde 2500 veya daha fazla kalori ile yiyeceklerden (öğünler ve ara öğünlerden) oluşan çeşitli menüler sunulmaktadır.

Günlük menü için seçilen yiyecekler, bir insanın günlük tüketeceği yemekle eşdeğer, besin içerikleri ve mekanda kullanım uygunluklarına göre seçilir. Yiyeceklerin çoğu, dondurarak kurutma olarak bilinen bir işlemle korunur.

Görsel Kaynağı: NASA-JPL

 

Paketlemeden önce, yiyecek hızlı bir şekilde dondurulur ve ardından bir vakum odasına yerleştirilir. Vakum, yiyeceklerdeki tüm nemi giderir. Daha sonra hala vakum odasındayken paketlenirler. Dondurarak kurutma, besinlerin ve tat özelliklerini neredeyse sonsuza kadar koruyacak gıdalar sağlar. Son derece hafiftirler ve soğutma gerektirmezler.

Hazırlık, yiyecek türüne göre farklılık gösterir. Kek ve meyve gibi bazı yiyecekler doğal hallerinde yenebilir. Makarna, peynir veya spagetti gibi diğer yiyecekler su eklenmesini gerektirir. Fırın, yiyecekleri uzayda uygun servis sıcaklığına ısıtmak için kullanılır. Uzayda buzdolapları bulunmadığından, özellikle uzun görevlerde bozulmayı önlemek için uzaydaki yiyecekler uygun şekilde depolanır ve hazırlanır.

Astronotlar için tasarlanan önceki uzay araçlarının aksine, Skylab’da bir dondurucu ve buzdolabı vardı, bu başka hiçbir aracın sunmadığı bir kolaylıktı. Günlük Menü yiyecek tedariki, yiyecek saklama koşullarının türlerine bağlıdır:

  • Dondurulmuş – çoğu mezeler, sebzeler ve tatlılar
  • Soğutulmuş – taze ve taze işlenmiş meyve ve sebzeler, uzun raf ömrü olan soğutulmuş gıdalar ve süt ürünleri
  • Ortam – termostabilize edilmiş – rafa dayanıklı doğal gıdalar ve yeniden hidratlanabilir içecekler

Prebiyotik takviyelerine dayanan karşı önlemler, uzun süreli uzay görevleri sırasında astronotlarda uygunlukları ve etkinlikleri açısından yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Bununla birlikte, bu alan henüz başlangıç ​​aşamasındadır ve özellikle mikro yerçekimi koşulları altında probiyotiklerin ve/veya prebiyotiklerin etkinliğinin kalıcılığına ilişkin birçok soru cevaplanmayı beklemektedir.

Sylab 2 astronotları Johnson Space Center’daki eğitim sırasında uzay yiyeceklerini tüketiyorlar. (Fotoğraf Kaynağı: NASA-JPL)

 

Prebiyotik lifin anti-enflamatuar SCFA’lar üretmedeki etkinliği, astronotun mikrobiyomunun durumuna (lif fermentörlerinin varlığı/türleri/seviyeleri) bağlı olacaktır. Anti-inflamatuar potansiyele sahip SCFA’ların üretimini teşvik eden ayrı diyet prebiyotik lif yapılarına sahip hassas mikrobiyom modülasyonu, gelecekteki uzay görevleri için önemli fayda sağlayabilir.

Uzay uçuşunun kısıtlamaları ve riskleri, astronotlarda değerlendirmeden önce probiyotiklerin suşa özgü faydalarına, dozlarına, dağıtım mekanizmalarına ve olası mürettebat koşullarına uygunluğuna göre dikkatlice seçilmesini zorunlu kılar.

Probiyotiklerin uzayda gıdaya verilmesi de önemli zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Katı mikrobiyolojik kontroller ve çoğu uzay gemisinde soğutma eksikliği nedeniyle şu anda astronot gıda sisteminde hiçbir fermente gıdaya veya probiyotik gıdaya izin verilmiyor.

Uzay uçuşunda kullanılmak üzere seçilen probiyotiğin depolama sırasında aktivitesini sürdürmesi gerekmekle birlikte, aynı zamanda bir mikro yerçekimi ortamındaki davranışı için de değerlendirilmesi gerekir.

En iyi bakteri türleri ve prebiyotik lifler belirlendikten, seçildikten ve uzay gezginlerinde yapılan müdahale çalışmalarında titizlikle test edildikten sonra, en iyi yaklaşım, astronotlarda sağlık yararlarını artırmak için prebiyotik ve probiyotikleri birleştirmek olacaktır.

Uzun vadeli uzay yolculukları ile ilgili sağlık sorunlarını hafifletmek için tasarlanan karşı önlemler, mikro yerçekimi ortamlarında cinsiyete özgü farklılıkları da dikkate almalıdır. Erkeklerin ve kadınların sıfır yerçekimi koşullarında farklı tepki verdiği bilinmektedir.

Uzay görevleri sırasında yiyebilecekleri yiyecek seçimleriyle sınırlı olan astronotların aksine, Dünya’da besleyici yiyecekler için çeşitli seçeneklere erişimle sınırlı değiliz. Bu güzel Dünya gezegeninde kullanabileceğimiz bu basit ama önemli ayrıcalığı küçümsemeyin.

Astronotlar, Dünya’ya döndüklerinde sağlık işlevlerinin çoğunu geri kazanmayı umabilirken biz bu seçeneğe sahip değiliz. Zaten Dünya’dayken Dünya’ya geri dönemeyiz. Öyleyse içgüdülerinize iyi bakın, o sizinle ilgilenecektir.

Astronotlar Dışkılarını Nereye Bırakırlar? 

Astronotlar dışkılarını uzaya değil, dünyaya bırakırlar.

Astronotların ishal durumumda kokuyla nasıl baş ettiklerini düşünmek bile epey korkunç. İshal bir yana, NASA hala uzay görevleri sırasında astronotların dışkı ve boşaltım yapmaları için etkili sistemler arıyor. Apollo döneminde Dışkı Tutma Cihazı, aslında astronotların kalçalarına bağladıkları plastik bir çantaydı. Dışkılarını bıraktıktan sonra, çantalar ya uzay aracında saklanıyor ya da ay yüzeyinde bırakılıyordu.

Uluslarası Uzay İstasyonu'nda astronotlar tarafından kullanılan uzay tuvaleti (NASA)

Neyse ki yıllar geçtikçe NASA ve diğer uzay ajansları daha etkili yöntemler keşfetti. Uluslararası Uzay İstasyonunda (ISS) toplanan dışkıyı bir kutuya emdirip daha sonra Dünya’ya doğru fırlatmak gibi. Bu dışkılar, astronotların diğer atık malzemeleriyle beraber atmosferde yanarak kül oluyor.

Yazar: Dicle Tanrıverdi
Editör: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynak:

Voorhies, Alexander A., et al. “Study of the Impact of Long-Duration Space Missions at the International Space Station on the Astronaut Microbiome.” Nature News, Nature Publishing Group, 9 July 2019, www.nature.com/articles/s41598-019-46303-8.

Okumaya devam et

Astrobiyoloji

Venüs’te Fosfin Keşfi ve Yaşam İhtimali

• İçerik Üreticisi:

Bu yazıyı yaklaşık 10 dakikada okuyabilirsiniz.

Yeryüzünde mikroorganizmalar tarafından üretilen pis kokulu bir gaz olan fosfinin umulmadık bir şekilde Venüs atmosferinde tespit edilmesi, astrobiyoloji alanında bir devrimi tetikleyebilir.

Venüs’ün bulutlarında garip bir şeyler oluyor. Teleskoplar, gezegenin kavurucu yüzeyinin çok üzerindeki bir atmosferik katmanda genel olarak dışkı, yellenme ve çürüyen mikrobik aktivite ile ilintili olan kötü kokulu ve yanıcı bir kimyasal olan fosfin molekülünün alışılmadık şekilde yüksek yoğunlaşmasını tespit etti.

Bulgu ilginç çünkü Dünya’da fosfin temelde her zaman canlı yaratıklarla, metabolik süreçlerle, endüstriyel gaz dezenfektanlar ve metamfetamin laboratuvarları gibi insan teknolojisinin yan ürünleri ile bağlantılıdır. Molekülün birçok organizma için zehirli olmasına rağmen, kendisini sıradan jeolojik veya atmosferik faaliyetlerle elde etmek çok zor olduğu için bu molekül, potansiyel olarak yaşamın bir kanıtı olarak belirlendi.

Sülfürik asit bulutları ile sarmalanmış, ezici yüzey basınçlarına ve kurşunu eritecek kadar yüksek sıcaklıklara sahip olan Venüs, cehennem gibi bir dünyadır. Ancak fosfinin bulunduğu istisnai bulut tabakası, bol güneş ışığı ve Dünya benzeri atmosferik basınç ve sıcaklık ile nispeten sakin görünüyor. Sonuçların bilimsel toplum tarafından dikkatlice incelenmesi gerekecek. Yine de bu sonuçlar, kapı komşumuz olan kız kardeşimizi keşfetmek için yeni bir ilgi uyandıracak gibi görünüyor.

Moleküler Gizem

Washington Üniversitesi’nde bir astrobiyolog olan Michael Wong açıklamasında bu keşfin oldukça kafa karıştırıcı olduğunu çünkü fosfinin Venüs’ün atmosferinde hangi kimyasalların olması gerektiği fikrimize uymadığını söyledi. Wisconsin-Madison Üniversitesi’nde görev yapan gezegen bilimci Sanjay Limaye de aynı fikirde: “Uzun lafın kısası, orada neler olduğunu bilmiyoruz.” Bu arada bu iki bilim insanı bu çalışmaya dahil değildiler.

Venüs’ün Japonya’ya ait Akatsuki sondasının mor ötesi tarayıcısından görülen türbülanslı bulut tepeleri. Görsel Telif: ISAS and JAXA Wikimedia (CC BY 4.0)

 

Güneş ve Ay’dan sonra Venüs, Dünya gökyüzünde çıplak gözle görülen en parlak gökcismidir. Binlerce yıl boyunca insanlar, gün doğumu ve gün batımında etrafta görülen bu parıldayan mücevher hakkında hikayeler anlattılar. Venüs’ün ihtişamı, onu İngiltere’deki Cardiff Üniversitesi’nde radyo astronom olan Jane Greaves için çekici kılan şeydi. Genel olarak ilgisi uzakta bulunan yeni doğmuş gezegen sistemleri olsa da moleküler tanılama yeteneklerini kozmik arka bahçemizdeki dünyalarda test etmek istedi.

2017 yılında Greaves, Hawaii’deki Mauna Kea’da bulunan James Clerk Maxwell Teleskopu ile Venüs’ü gözlemledi ve gezegenin spektrumunda farklı kimyasalların varlığını gösterecek barkod benzeri çizgi kalıpları aradı. Bunu yaparken de fosfin ile bağlantılı olan bir çizgi farketti. Veriler, molekülün gezegenin atmosferinde milyarda 20 birim halde ve Dünya atmosferindekinden 1000 ila milyon kat daha fazla bir yoğunlukta bulunduğunu öne sürüyordu. “Afallamıştım” diyor Greaves.

Fosfin, bir fosfor atomu ve üç hidrojen atomu içeren nispeten basit bir moleküldür. Sarımsak veya çürüyen balık kokusu olduğu biliniyor yine de insanların kokusunu alabileceği yoğunluğa ulaştığında akciğer hasarına sebep olması oldukça muhtemeldir. Breaking Bad dizisinin pilot bölümünde Walter White karakteri, kendisini tehdit eden iki saldırganı bayıltmak için fosfin gazı hazırlar.

Ancak bu maddeyi yapmak, televizyonda görüldüğü kadar kolay değildir. Massachusetts Institute of Technology (MIT)’de moleküler astrofizikçi olarak görev yapan ve bu fosfine keşfini rapor eden çalışmanın ortak yazarı olan Clara Sousa-Silva, fosforun ve hidrojenin birbirlerinden “nefret” ettiklerini belirtiyor. “Hidrojenin yapacak daha iyi işleri vardır, fosfor da oksijenle bağlanmayı tercih eder. Fakat onlara yeterince enerji yöneltirseniz bir araya gelebilirler ve bazı ortamlarda sabit kalabilirler.”

Gaz devleri olan Jüpiter ve Satürn fosfin içerirler çünkü bu molekülü üreten enerjik olarak elverişli çok sıcak iç kısımlara sahiptirler. Venüs’ün denetimden çıkmış sera atmosferi, bu durumun aksine normalde fosfinin fosforunu soğuran karbondioksit gibi oksijen içeren kimyasallar ile doludur. Grevaes’in gördüğü miktar bir yana, bu molekülün herhangi bir seviyede mevcut olması gerçekten çözümü zor bir durumdu.

Bu sırada Sousa-Silva, kariyerini uzak yabancı bir ötegezegenin atmosferinde nasıl görünebileceğini tahmin etmek için fosfin üzerine çalışarak inşa etti. Ve diyor ki “ Işık yılları uzaklıktaki egzotik dünyaları, süper dünyaları, tropikal gezegenleri, kanalizasyon gezegenleri düşünüyordum ancak bütün bu zaman içerisinde burada yanımızdaymış.”

Araştırmacılar ve meslektaşları, geçen yıl Şili’de bulunan ve daha güçlü Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ile Venüs’ün tamamlayıcı gözlemlerini yaptılar ve fosfinin atmosferik imzasını tekrar tespit ettiler. Daha sonra volkanik aktivite, yıldırım çarpmaları ve hatta gezegenin atmosferinde parçalanan göktaşları da dahil olmak üzere bu garip molekülün varlığı için olası tüm nedenleri bulmaya çalıştılar.

Tabi ki fosfin oluşumu için ekibin henüz göz önünde bulundurmadığı ek yollar olabilir. Ancak biyolojik olmayan açıklamalar aramak için hayal güçlerini tükettikten sonra araştırmacılar, Nature Astronomy dergisinde yayımlanan makalelerinde bir başka olasılığı daha kabul etmek durumda kaldılar: molekül, tıpkı yaşamın Dünya’da tezahür ettiği gibi Venüs’te de oluşabilir.

Bulutlarda Yaşam

 Astrobiyologlar, Dünya’dakilerden pek de farklı olmayan koşullara sahip kuru, kayalık bir gezegen olan Mars’a uzun zamandır düşkünlerdir. Daha yakın zamanlarda ise dış güneş sistemimizde yer alan Satürn’ün gayzer püskürten uydusu Enceladus ve Jüpiter’in okyanus sahibi uydusu Europa gibi buzlu ama potansiyel olarak yaşanabilir dünyaların varlığı ile çılgına döndüler. Ancak dezavantajlarına rağmen, Venüs dünya dışı yaşamın var olduğu yerler hakkında tahminlerde bulunan bilim insanları tarafından tamamen ihmal edilmedi.

Venüs yüzeyinin 50 ila 60 km yukarısında Dünya’daki deniz seviyesine eşit basınca sahip ve sıcaklığı 0 ila 50 santigrat derece arasında değişen atmosferik bir katman vardır. Sülfürik asit bulutları için değilse bile bu katmana “misafirperver” diyebiliriz. Öyle olsa bile, kaplıcalarda veya diğer ortamlarda böylesine aşırı asidik koşullara memnuniyetle dayanacak karasal organizmalar bulunmaktadır. Bu nispeten ılımlı bölge, tam olarak fosfinin bulunduğu yerdir.

Venüs, volkanik faaliyetler açısından da aktif bir gezegendir.

 

1960’lı yıllardan beri astronomlar, Venüs’ün bulutlarının güneşin mor ötesi ışıklarını olması gerektiği gibi yansıtmadığını da farketmişlerdi: atmosferdeki bilinmeyen bir şey, bu ışığı soğuruyor gibi görünüyordu. Bu son gözlem, son dönem astrobiyologu Harold Morowitz ve Carl Sagan’ı bu durumun failinin enerjiye aç fotosentetik organizmaların olduğunu öne sürmeye yönlendirdi. Bu esnada diğer araştırmacılar da alternatif biyolojik olmayan açıklamaları araştırmayı asla bırakmadı. Yeni kanıtlar ise gezegenin hala jeolojik açıdan aktif olduğunu gösteriyor. Ve bu yılın başlarında ortaya konan bir model ise Venüs’ün neredeyse üç milyar yıl boyunca birkaç milyon yıl önce kaybolmuş bir okyanusa sahip olmuş olabileceğini gösterdi. Muhtemelen, kız kardeşimiz Dünya’ya daha çok benzerken yaşam ortaya çıkabilirdi ancak denetimden çıkmış sera etkisi gezegenin yüzeyini yaşanamaz hale getirdi.

Bu çalışmada yer almayan, Planetary Science Institute’da astrobiyolog olarak görev yapan David Grinspoon ise Venüs’ün bulutlarında yaşam olmasının, Mars’ın yer altında yaşamı bulmamız kadar olası olduğunu hep düşündüğünü belirtti. “Her biri yaşam barındırabilecek ortamlar ancak bu garanti değil.”

Ancak bildiğimiz kadarı ile yaşama düşman olan Venüs’ün bulutları için neredeyse eşit derecede iyi bir durum oluşturulabilir. Dünya’nın atmosferinde süzülen mikroplar bulunmuştu ancak bilinen bu mikropların hiç biri özellikle bütün yaşam süresini burada geçirmiyor. Hepsi nihayetinde yere iniyorlar ve böyle bir durumda Venüs’ün yüzeyinin iyi bir havza oluşturmak için aşırı düşman bir yer olduğu görülüyor.

İncelenmekte olan bu Venüs bölgesi, gezegenimizdeki en kuru yer olan Şili’deki Atacama Çölü’nden 50 kat daha kuraktır. Ve canlıların sülfürik asit izlerinin hafifçe yayıldığı sulu ortamlarda gelişmek için iyi yollar buldukları doğru olsa da Dünya’nın kötü ikizindeki koşullar aslında bu formülü tersine çeviriyor: gezegenin bulut katmanı çoğunlukla birazcık su ile birlikte sülfürik asitten oluşuyor.

Yeniden ziyaret edilen Venüs

Venüs, hala keşfedilmemiş bir yer olarak kalmaya devam ediyor. Wong, gezegenin genel olarak kapı komşumuz bir gezegen olduğunu ama hala hakkında çözülmesi gereken bir çok gizemin olduğunu söylüyor. Ayrıca fosfin oluşumuyla ilgili tüm canlı olmayan açıklamaları ortadan kaldırmak için araştırmacıların kimyası, jeolojisi ve atmosfer fiziği de dahil olmak üzere gezegenin kendisi hakkında daha fazla şey öğrenmek zorunda kalacaklarını da ekliyor.

Sovyetler Birliği’nin (SSCB) Venera uzay aracının Venüs yüzeyinden gönderebildiği nadir birkaç fotoğraf. Bunlar, gezegene ait elimizdeki tek yüzey görüntüleri.

 

Diğer bir sorun ise fosfinin kendisinin saptanması olabilir. Herhangi bir çizginin ne olduğunu çözmeyi bir dereceye kadar zorlaştıran gürültülü dalgalanmalar, ekibin verilerinde Venüs’ün spektrumuna eklenmiş haldeydi. Paris Gözlemevi’nde spektroskopi uzmanı olarak görev yapan Bruno Bézard, bu dalgalı yapıların fosfin imzası gibi davranabileceğini söyledi. “Bunun bir dalga olmadığı konusunda güçlü bir tartışma görmüyorum” diye de ekledi.

Greaves, aynı sinyali JCMT ve ALMA olmak üzere iki ayrı tesisi kullanarak bulma olasılığının istatiksel olarak düşük olduğu konusuna karşı çıkıyor. Bununla birlikte Greaves ve meslektaşları ilk sonuçlarını daha fazla test etmek için kızıl ötesi gibi diğer dalga boylarında da ek gözlemler yapabilmeyi umuyorlar. Fosfinin nerede göründüğüne dair daha yüksek çözünürlüklü haritalar yapmak ve herhangi bir mevsimsel değişim gösterip göstermediğini görmek de onu biyolojik süreçlere bağlamaya yardımcı olabilir.

Pek çok yönden bu beklenmedik bulgu, 1996 yılındaki Allan Hills 84001 adı verilen eski bir Mars meteorunda potansiyel bir mikroskobik yaşamın olduğu duyurusuna benziyor gibi görünüyor. Fosil bakterilerine benzeyen yapıların yanı sıra bu numune, Dünya’daki mikrobiyal canlılar tarafından üretilenlerle aynı görünen demir kristallerinin alışılmadık bir şeklini içeriyordu. Araştırmacıların bu kristaller için inorganik bir açıklama bulması uzun yıllar aldı.

Grinspoon’a göre bu durumda yaşam bir sonuç olarak ortaya çıkmamış olsa da herkesin “neden olmasın” diye düşünmesine sebep oldu. “Mars hakkında bildiğimiz her şey bu olasılıkla tutarlı. Bu da büyük bir harekete yol açarak bir alan olarak astrobiyolojiyi ortaya çıkardı.”

Fosfin bulgusu, gezegen bilimcilerinin Venüs’e daha fazla dikkat etmesini sağlamada benzer bir rol oynayabilir. Son yıllarda kız kardeşimize daha fazla görev yapılmasını isteyen araştırmacı grupları zaten ortaya çıkmıştı. Rusya, 2026 gibi yakın bir tarihte bir yörünge aracı ve bir de iniş aracı içeren Venera-D görevini gerçekleştirmeye niyetlendi.  Avrupa Uzay Ajansı (ESA) da benzer şekilde EnVision aracını çizim tahtasında bulunduruyor ve bu araç da önümüzdeki on yıl içerisinde hedefine ulaşabilir.

NASA ise şu anda Discovery programı kapsamında finansman sağlamak adına iki farklı Venüs görevi için teklifleri göz önünde bulunduruyor: VERITAS ve DAVINCI+. İkincisi, 1984’teki Sovyet Vega balonlarından bu yana ilk sondayı Venüs atmosferine götürecek. Hangisinin seçileceğinin ise önümüzdeki yıl belli olacağı düşünülüyor.

Bu çabalardan herhangi biri Dünya üzerinde teleskoplar kullanılarak yapılacak olan ek gözlemler ile birlikte Venüs’teki fosfin durumunu güçlendirmeye veya zayıflatmaya yardımcı olacak. O zamana kadar ise alandaki bir çok kişi muhtemelen tam kararlarını sonraya bırakacak. Wong, Venüs’te yaşamın olduğunu veya kesinlikle olmadığını söylemenin çok spekülatif olduğunu belirtti.

Çeviri: Burcu Ergül Emecan

Kaynak: https://www.scientificamerican.com/article/venus-might-host-life-new-discovery-suggests/

Okumaya devam et

Çok Okunanlar