Kuyrukluyıldızlardaki Oksijen Gizemi Açıklanıyor

Normalde bilgisayarlarda mikroişlemcileri imal etmek için yeni yollar geliştiren bir Caltech kimya mühendisi, uzayın başka  bir gizemini, insanların nefes ile alıp verdiği gaz olan oksijenin kuyruklu yıldızlar tarafından dışarı verilmesini nasıl açıklayacağını anladı.

Kuyruklu yıldızların oksijen gazı ürettiklerine dair keşif – oksijen gazı aynı zamanda moleküler oksijen veya  olarak da anılır – Avrupa Uzay Ajansı’nın Rosetta uzay aracı ile 67P / Churyumov-Gerasimenko kuyrukluyıldızı’nı araştıran araştırmacılar tarafından 2015 yılında ilan edildi.Kuyrukluyıldızın atmosferinde beklenmedik bir şekilde bol miktarda moleküler oksijen bulundu. Oksijen, su oluşturmak için hidrojeni veya karbon dioksiti oluşturmak için karbonu tercih ettiğinden, uzayda bulunan moleküler oksijen oldukça kararsızdır. Nitekim,  sadece yıldız oluşum bulutlarında uzaydakinden önce iki kez tespit edilmiştir.

Bilim adamları, kuyrukluyıldızdaki  moleküler oksijenin 4.6 milyar yıl önce güneş sisteminin ilk oluşumundan beri kuyruklu yıldızın içinde donduktan sonra yüzeyinden çözülmüş olabileceğini öne sürdü. Ancak bazıları da , oksijenin bu süre boyunca diğer kimyasallarla reaksiyona girmiş olması gerektiğini söylediği için hala tüm sorular yanıtlanabilmiş değil.

Caltech, Konstantinos P. Giapis’de kimya mühendisliği profesörü  Rosetta  elde ettikleri verilere bakmaya başladı çünkü kuyrukluyıldızın yüzeyinde meydana gelen kimyasal reaksiyonlar, son 20 yıldır laboratuvarda gerçekleştirdiği kimyasal reaksiyonlarla benzerlik gösteriyordu. Giapis, bilgisayarlar ve telefonlar için daha hızlı bilgisayar yongaları ve daha büyük dijital hafızalar yaratmak için yarı iletken yüzeylerle çarpışan yüksek hızla yüklü atomların veya iyonların bulunduğu kimyasal reaksiyonları inceledi.

“Uzaya ilgi duymaya başladım ve iyonların yüzeylere karşı hızlandırılacağı yerleri arıyordum” diyor Giapis. “Özellikle kuyruklu yıldızlara çarpan su moleküllerinin enerjileri ile ilgili olarak Rosetta kuyrukluyıldızında yapılan ölçümlere baktıktan sonra, anlamıştım , herşey yerli yerine oturmuştu ve işte  yıllardır üzerinde çalıştığım şey bu kuyruklu yıldızın üzerinde gerçekleşiyor” dedi.

Giapis ve ortak yazarı doktora sonrası akademisyen Yunxi Yao, yeni bir Nature Communications araştırmasında, kuyrukluyıldızların nasıl oksijen üretebileceğini laboratuvarda gösteriyor. Kozmik madde güneş tarafından ısıtıldığı için, temel olarak, su buharı molekülleri kuyrukluyıldızdan  dışarı doğru akmaktadır. Su molekülleri güneşten gelen ultraviyole ışınlarla birlikte iyonlarına ayrılır veya yüklenir e sonra güneş rüzgarın etkisiyle iyonize olmuş su moleküllerini kuyrukluyıldızın içine doğru geri uçurur. Su molekülleri, pas ve kum gibi materyallerin içinde oksijen içeren kuyrukluyıldızın yüzeyine çarptığında, moleküller yüzeyden bir oksijen atomu alıp  oluşturur. Başka bir deyişle, bu yeni araştırma, Rosetta’nın bulduğu moleküler oksijenin ilkel olarak değil de aynı zamanda kuyrukluyıldızın gerçek zamanlı olarak üretilebileceğini ima etmektedir.

Yao, “Deneysel olarak, kuyrukluyıldızda bulunanlara benzer materyallerin yüzeyinde dinamik olarak moleküler oksijen oluşturmanın mümkün olduğunu gösterdik” diyor.

“Laboratuvar ayarlarımızı ne zaman yaptığımızı ve ne zaman kuyruklu yıldızların astrofiziğine uygulanacaklarını bilmiyorduk” diyor Giapis. “Bu özgün kimya mekanizması, hızlı hareket eden moleküller, bu durumda suyun yüzeylerle çarpışması sonucu orada bulunan atomların ayrılmasıyla ve yeni moleküllerin  oluşmasıyla ortaya çıkan, nadiren kabul gören Eley-Rideal reaksiyonların sınıfına dayanıyor. 67P kuyrukluyıldızında işte bu reaksiyonlar var. ”

Güneş sistemimizin ötesinde gezegenler veya dış gezegenler* gibi diğer astrofizik cisimcikler, yaşam gereksinimi olmaksızın benzer bir “abiyotik” mekanizma ile moleküler oksijen üretebilirler. Bu, araştırmacıların gelecekte dışarıdaki gezegenler üzerindeki yaşam işaretlerini nasıl aradığını etkileyebilir.

NASA için Caltech tarafından yönetilen JPL astronotu Paul Goldsmith, “Oksijen ,yıldızlararası uzayda bulunması çok zor olan önemli bir molekül” diyor. Goldsmith, Avrupa Uzay Ajansı’nın Herschel görevi için NASA proje bilim adamı ve ilk olarak metrolojik oksijen algılamasını 2011’de doğruladı. Profesör Giapis’in laboratuarında incelenen bu üretim mekanizması, bir dizi ortamda çalışabilir ve laboratuvar çalışmaları ile astrokimya arasındaki önemli bir ilişkiyi gösterir.” dedi.

*exoplanet

Kaynak : caltech.edu

Author

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.