Satürn ve Jüpiter’in uydularında gizlenen bir yaşam varsa, aletlerimiz bunu tespit edebilir mi?
Sıvı su, bir enerji kaynağı ve karmaşık organik moleküller yaşamın (bildiğimiz şekliyle) üç yapı taşıdır.
Europa ve Enceladus uyduları ilk iki yapı taşına sahiptir ve uzay aracı Cassini’nin içinden geçtiği buz kütleleri Enceladus’un üçüncü yapı taşına da sahip olduğuna işaret etmektedir.
Yeni bir çalışma, buz bulutu etkisini taklit ederek amino asitlerin bu hızlarda tespit edilebileceğini gösterdi ve Dünya dışında yaşam arayan gelecekteki araştırmalar için bir yol önerdi.
Dünya dışı yaşam arayışlarını sürdüren gökbilimciler üç temel bileşen arıyor: sıvı su, bir enerji kaynağı ve bildiğimiz yaşamın temel yapı taşlarını oluşturan karmaşık organik moleküller.
Eğer bir gezegen bu üçüne de sahipse, yaşamın ortaya çıkması için daha umut verici bir yer olarak kabul edilir – ancak bunu keşfetmek göründüğü kadar kolay değildir.
Yaşam için kanıt mı? Kışkırtıcı bir şekilde, bu bileşenlerin üçü de kilometrelerce kalınlıktaki buz kabuklarının altında geniş sıvı su okyanusları barındıran Jüpiter ve Satürn’ün bazı uydularında mevcut olabilir.
Hem Europa (Jüpiter’in dördüncü büyük uydusu) hem de Enceladus (Satürn’ün altıncı büyük uydusu) ev sahibi gezegenlerin yörüngesinde dönerken gelgit kuvvetleri tarafından gerilir ve sıkıştırılır; bu da yüzey altı okyanuslarının soğuk dış yüzeylerinden çok daha rahat sıcaklıklara ısıtılmasına yardımcı olan bir enerji kaynağıdır.
Geriye sadece üçüncü anahtar bileşen kalıyor. Bu bileşenin Dünya’dan tespit edilmesi çok daha zordur, ancak son birkaç on yıldır Jüpiter ve Satürn’e yapılan çeşitli görevlerde gökbilimciler artık hem Europa hem de Enceladus’ta karmaşık organik maddelerin bol miktarda bulunabileceğine dair cazip kanıtlar elde etmişlerdir.
2015 yılında NASA’nın Cassini sondası doğrudan Enceladus’un güney kutbundaki bir çatlaktan püsküren buzlu bir bulutun içinden geçti. Sonda, dahili Kozmik Toz Analizörü ile buz tanelerindeki karmaşık organik moleküllerin imzasını tespit etti. Ancak ölçümler moleküllerin kökenini ya da kimliğini saptamak için yeterli değildi.
Zorluk: Plume içindeki buz taneleri saniyede 400 metrenin üzerinde bir hızla uzaya fırlatıldıklarından, Cassini’nin detektörüne muazzam hızlarda çarpabilirlerdi.
Bazı gökbilimcilere göre bu çarpmalar, taneciklerin içindeki organik molekülleri parçalayacak ve sonda tarafından alınan örnekleri bozacak kadar şiddetli olabilir. Ancak Cassini’nin ölçümlerinin sınırlı çözünürlüğü nedeniyle, bunun gerçekten olup olmadığından emin olamıyoruz.
Sonuç olarak, bu dedektör çarpmaları sırasında karmaşık organik maddelere ne olduğunu net bir şekilde anlamadan – ister Cassini ile isterse Europa ya da Enceladus’a gelecekte yapılacak herhangi bir görevle olsun – gökbilimciler bu buzlu uyduların yaşam barındırma potansiyeli hakkında özellikle güvenilir tahminlerde bulunamazlar.
Deney: PNAS’ta yayınlanan yeni bir çalışmada, Robert Continetti ve UC San Diego’daki gökbilimcilerden oluşan bir ekip soruna yeni bir ışık tuttu. Cassini’nin Enceladus’un buzlu dumanından geçerken meydana gelen darbeleri, son teknoloji ürünü bir kütle spektrometresinden alınan ölçümlerle birlikte taklit etmek istediler.
Araştırmacılar, Dünya’daki tüm yaşam için gerekli olan proteinlerin moleküler yapı taşları olan çeşitli amino asitlerin su bazlı bir çözeltisini hazırlayarak işe başladılar. Daha sonra “elektrosprey iyonizasyonu” adı verilen bir teknikle çözeltiyi ince bir kılcal borudan geçirerek yüksek gerilime maruz bıraktılar.
Bu süreçte sıvı yüklü hale geldi ve tüpün ucundan çıkarken sadece birkaç yüz nanometre çapında yüklü damlacıklardan oluşan ince bir sprey oluşturdu. Continetti’nin ekibi daha sonra damlacıkları bir vakuma enjekte etti ve burada hemen donarak Cassini tarafından tespit edilenlere çok benzeyen küçük, katı buz tanelerine dönüştüler.
Buradan taneler güçlü elektrik alanlarıyla hızlandırıldı ve ardından Hipervelocity Ice Grain Impact Mass Spectrometer adlı özel yapım bir alete aktarıldı. Bu cihazın en önemli özelliği, kütleleri ve yükleri arasında belirli oranlar olan taneleri (amino asit içeriklerine göre belirlenen bir değer), cihazın arkasındaki bir iyon detektörüne çarpacak şekilde seçebilmesidir.
Darbelere karşı dayanıklı: Ekip, dikkat çekici bir şekilde, inceledikleri her bir amino asit türünün, taneler saniyede dört kilometreden fazla hıza çıkarıldığında bile, ki bu Cassini tarafından alınan buz tanelerinin hızlarından çok daha hızlıdır, darbeden kurtulduğunu buldu.
Elde ettikleri sonuçlar Cassini’nin verileriyle tutarlıydı ve ayrıca amino asitlerin tuzlu çözeltilerde hazırlandığında daha az tespit edilebilir hale geldiğini gösterdi. Enceladus’un okyanusu muhtemelen çok tuzlu olduğundan, bu sonuç sondanın gözlemlerini açıklamak için daha da ileri gidiyor.
Sonuçlar bir bütün olarak, gelecekteki görevlerin benzer aletler kullanarak Europa ve Enceladus’un buzlu bulutlarının içinden güvenli bir şekilde uçabileceklerine ve bu süreçte herhangi bir karmaşık organik moleküle zarar vermeden onları inceleyebileceklerine dair ilk kesin kanıtı sağlamaktadır.
Continetti’nin ekibi şimdi elde ettikleri sonuçların, NASA’nın bu yıl Ekim ayında fırlatılacak Europa Clipper Görevi de dahil olmak üzere, Jüpiter ve Satürn’ün buzlu uydularına yönelik gelecekteki görevler için önemli bir rehberlik sunabileceğini umuyor. Buna karşılık, güneş sistemimizdeki diğer dünyalarda yaşamın var olup olmadığını bilmeye bizi bir adım daha yaklaştırabilirler.
*Bu yazı Ice plumes could reveal signs of life on Europa and Enceladus başlıklı yazıdan çevrilmiştir.
