Ana Sayfa Kimya Titan Uydusu ve İçindeki Biyolojik Aktiviteler

Titan Uydusu ve İçindeki Biyolojik Aktiviteler

3 Şubat 2022

4467

Astrobiyoloji Nedir?

*Astrobiyolojiye dair kurgusal bir görsel*

İnsanlığın başlangıcından günümüze kadar insanlık, her zaman uzaya karşı bir merak barındırmıştır. Her dönemde, düşünerek meraklarını gidermeye ve cevap bulmaya çalışmıştır. Antik Yunanlılar yaşadığımız Dünya’nın sadece yaşama elverişli bir yer olduğunu düşünmekteydi fakat 20. yüzyılın sonuna doğru teknolojinin ilerlemesiyle bu fikir çürütülmüş oldu. ALH84001 adlı bir meteorun taramalı elektron mikroskobu (SEM) görselleri içerisinde yer alan, morfolojik olarak bakteriye benzeyen fakat bilim dünyasında büyük çaplı tartışmalara sebebiyet veren nano-skaladaki bir yapı, bizim gezegenimiz dışında başka gezegenler veya uydularda hayat var mı sorusunu doğurdu ve astrobiyoloji çalışmalarının hızlanmasına sebebiyet verdi. Bu sorunun türemesi başka bir kelimenin türemesine neden oldu. Astrobiyolojinin kavramı bu şekilde ortaya atılmış oldu.

Astrobiyoloji evreni anlamayı amaçlar. Evren sadece Dünya’dan ibaret olmadığı için astrobiyolojinin çalışma alanı bütün evreni kapsar. Adından da anlaşılacağı üzere biyoloji ile ilişkilidir fakat sadece biyoloji ile ilgili değil aynı zamanda kimya, jeoloji, astronomi ve havacılık ve uzay mühendisliği gibi dallarla da ilişkilidir. Astrobiyologlar bazı soruları cevaplamaya çalışmaktadır bu sorular da şunlardır:

Hayat için tam olarak nasıl bir ortam gereklidir?
İnsanlığın dünyada ki geleceği nasıl?
Bizim galaksimizde bizim içinde bulunduğumuz gezegen gibi canlı yaşamı içeren bir yer var mı?
Hayat nasıl oluştu?

Astrobiyolojinin birden çok bilim dalına etkisi vardır ve bu bilim dalları arasında öne çıkan alanlar sırasıyla biyoloji, astrojeoloji ve astronomidir. Astrobiyoloji sayesinde Dünya’da bulunmayan bazı maddeler incelenir. Bu maddelerin canlılığa olan etkisi araştırılarak biyoloji alanında önemli bir adım atılması sağlanır. Astrojeoloji, Güneş sistemindeki gezegenlerin, uyduların jeolojisi ile ilgilenir. Dünya’da bilinen ve bilinmeyen birçok doğal yer hareketi görülmektedir. Bunların anlamlandırılması için astrojeoloji çalışmalarında, diğer gezegenlerdeki tektonik faaliyetler önem arz etmektedir. Astronomi ise araştırma konusu olan göksel cisimlerin gökkube düzlemindeki takibi, gezegenlerin konumları konusunda birçok şeyin kolaylaşmasını sağlamaktadır.

Astrobiyolojiye dair görsel olarak bilgi edinmek isterseniz aşağıdaki videoyu izlemenizi tavsiye ederiz.

Titan Uydusu ve Atmosferi

Gelin şimdi astrobiyolojinin odaklandığı bir gökcismi olan Satürn’ün uydusu Titan’a güzel bi’ gezintiye çıkalım: Bizim Güneş sistemimizde tam olarak 8 gezegen ve bir tane güneşimiz vardır. Bazı gezegenlerin Dünya’nın sahip olduğu Ay gibi uyduları mevcuttur. Konumuz Titan, Güneş sisteminin 6. gezegeni Satürn’ün en büyük uydusudur. Titan diğer bildiğimiz uydulara nazaran daha farklı ve merak uyandıran bir uydudur. Titan, Dünya’daki gibi bir eksen eğikliğine sahip değildir. Aynı zamanda Dünya’dan Titan’ı görmek istersek bunu çıplak gözle görmemiz neredeyse imkansızdır. Yüksek teknolojiye sahip teleskoplar yardımıyla görebilme ihtimalimiz vardır.

Titan uydusunun kalın bir atmosferik tabakaya sahip olması, yüzeyinde bulunan organik maddeleri korumuş ve aynı zamanda UV radyasyonlarına karşı filtre görevi görmüştür. Titan’ın üstünde bulunan bileşikleri bilebilmemiz Voyager sayesinde olmuştur. Voyager, 1977 yılında NASA tarafından Satürn ve Jupiter adlı gezegenleri incelemek için gönderilen bir uzay aracıdır. Ek bir bilgi vermek gerekirse sadece bir tane Voyager yoktur. Birden fazla Voyager vardır. Bahsettiğimiz incelemeyi yapan Voyager’ın adı Voyager 1’dir. Voyager 1 asıl görevini tamamladıktan sonra Güneş sisteminin dışına gitmiştir^[3] Titan uydusunun atmosferinde N₂ , CH₄ , H₂ ve Ar bileşikleri bulunmaktadır fakat yaşam için gerekli görülen su ve oksijene dair biz iz bulunmamaktadır. Titan’da bulunan stratosfer tam olarak 4 km uzunluğundadır ve bu oldukça kalın bir stratosfere sahip olduğunu gösterir. Titan troposferinin orta ve üst kısmında sıvı halde olarak C₁ ve C₂ hidrokarbonları bulunmaktadır. Şu ana kadar Titan’ın atmosferi hakkında elde ettiğimiz bilgiler Dünya’nın atmosferine çok yakın olmasa da çok uzak da değildir. Astrobiyologlar Titan uydusunun Dünya gibi yaşanılacak bir yer olabileceğini düşünüyor.

Titan’ın Yüzeyi ve Biyolojik Unsurları

Titan yüzeyi ortalama 95 Kelvin sıcaklığında yani yaklaşık olarak -179 santigrat derecedir. Bilim insanları bu yüzeyin içinde sıvı hidrokarbonları, suyun buz halini ve tholin maddelerini barındıran bir karışım olduğunu düşünüyorlar^[2]. Tholin maddesinden bahsetmek gerekirse; kozmik ışınlar sayesinde hidrokarbon gibi organik maddelerin, nitrojen veya su benzeri moleküllerle yaptığı kombinasyonlar sonuçu oluşan bileşiklere tholin maddesi denir^[5]. Bu birleşme sıklıkla olan bir şey değildir ama çok nadir olan bir şey de değildir.

Dünya’da yaşam su ile başlamıştır. Bilim insanları Titan’ın Dünya gibi bir yaşanacak yer olabileceğini içerdiği bileşikler nedeniyle düşünüyor. Uydunun atmosferi Dünya’da olan birçok elementi ve daha fazlasını içermektedir. Canlılık için gerekli olan 4 temel element; oksijen, azot, karbon ve hidrojendir. Bu 4’ü arasından karbon, diğerlerine nazaran daha önemlidir. Çünkü organik ve inorganik bileşiklerin oluşabilmesi karbonun bağ yapma kapasitesi sayesinde olmuştur. Titan uydusunda da ciddi miktarda karbon bulunmaktadır ve neredeyse her hali mevcuttur.

Her ne kadar elimizdeki veriler Titan’da canlılığın varlığı için bir umut verse de şimdilik insan yaşamı zor olabilir. Nedeni insanlar için atmosferin elverişli olmamasıdır. Yine de ekstrem koşullarda yaşayabilen diğer canlılar için elverişli bir ortam gibi gözükmektedir. Bilim insanlarına göre Titan uydusu bazı bakterilerin yaşamı için uygun bir alan sağlıyor ancak akıllardaki soru yaşadıkları varsayılsa bile canlılar üreyip çoğalabilir mi? Hatta bu ortam mutasyon ihtimali verip bir evrim sürecinin önünü açabilir mi?

Bilim insanları tholin maddeleri ile ilgili araştırma yapmaktadır ve onlar hakkında önemli bilgiler edinmektedir. Tholin maddesi başka konsantrasyonlarda ve başka çözeltilerde de incelenmiştir^[2]. Bu inceleme ışığında bilim insanları, analitik kimya yöntemlerinden ardışık kütle spektrometresiyle deneyi gerçekleştirerek tholin maddeleri hakkında bilgi edinmişlerdir. Örnek olarak elde edilen bir tholin maddesi %5 CH₄ ve %95 N₂ içermektedir. Bu inceleme 6atm L h^-1 ve 10^-2 basınçlı bir ortamda, 195 Kelvin yani yaklaşık olarak -78 santigrat derecede gerçekleşmiştir. İnceleme izolasyon bir ortamda yapılmıştır. Bu izolasyon oksijence zengin, kuru bir ortama sahiptir. Ortamdaki incelemeye hazır olmayan maddeler açık hava ortamında tutulmaktadır^[2]. Deney hakkında detaylı okuma yapmak isterseniz kaynakçamızdaki “Organic Enviroments on Saturn’s Moon, Titan: Simulating Chemical Reactions and Analyzing Products by FT-ICR and Ion-Trap Mass Spectrometry” başlıklı makaleye göz atabilirsiniz.

Titan Bir Sonraki Yaşanabilir Gezegen Niteliği Taşıyabilir mi?

Titan uydusuyla ilgili yazdıklarıma göre birden fazla yönüyle Dünya’ya benzemesine rağmen birçok farklı özellik de barındırmaktadır. Titan, ne yazık ki canlılığın olması için gereken bazı önemli noktaları barındırmıyor ama bu imkansız anlamına gelmez. Yakın bir zaman içerisinde yaşam mümkün gözükmüyor. Ancak bazı teorilere göre milyonlarca yıl sonrasında, Titan atmosferi ve yüzeyi canlılık faaliyetleri gösterme eğiliminde olabilir. Kesin bir sonuç söylenmesi zor çünkü uzayda daha bilmediğimiz birçok faktör yaşamı etkileyebilir. Belki üstünde bulunduğumuz gezegene daha çok benzeyen bir uydu veya gezegen bulacağız. Şu an bilinen verilere göre Dünya’ya benzerlik gösteren en önemli uydular arasında hatta belki de en önemlisi Titan olarak görülmektedir. İnsanlığın teknoloji düzeyindeki gelişimi kesin sonuçlar doğurmamıza olanak sağlayacaktır. Ama bana soracak olursanız Titan uydusunun gezegenimiz gibi bir yaşanabilir ortama sahip olması milyon yıllar hatta belki milyar yıllar sonra olabilecek bir olaydır.