Moleküler Evrim: Hayati Yapı Taşlarının Uzaydaki Olası Oluşumu
Fotoğraf : Kartal Bulutsusundaki yıldız oluşum bölgesi (yıldız oluşu sütunları). Uzay radyasyonu ( örneğin galaktik kozmik ışınlar gibi) ile oluşturulan düşük-enerjili elektronlar, astrofiziksel buz moleküllerinde glisin (2HN-CH2-COOH) oluşumunu uyarabilir. Burada buzla kaplı yıldızlarası toz tanecikleri ( veya gezegen uyduları üzerindeki buzlar) 20 K sıcaklığında Pt üzerinde UHV ile yoğunlaştırılmış amonyak, metan ve karbon dioksit ile taklit edilmiş ve 0.70 eV düşük-enerjili elektronlarla ışınlanmıştır.
Yapılan yeni araştırma, insanların -ve dünyadaki yaşamın kalanının- yıldız tozu ve radyasyonun doğru kombinasyonu ile oluşmuş olabileceğine dair kanıt sunuyor.
Çok yüksek vakumda dondurucu sıcaklıklarıyla astrofiziksel koşulları taklit eden laboratuvar deneyinde, bilim insanları metan, amonyak ve karbon dioksit temel molekülleri ile kaplı ince buz tabakalarını ışınlamak için elektron tabancasını kullandılar. Bu basit moleküller hayatın yapı taşı malzemeleridir. Deney, elektron ve temel maddelerin kombinasyonunun nasıl daha karışık biyomolekül formlarına – ve belki en sonunda hayat formlarına -yol açtığını test etti.
“Sadece malzemelerin doğru kombinasyonuna ihtiyacınız var” dedi yazar Michael Huels. “Bu moleküller doğru koşullar altında daha büyük moleküller oluşturmak için birleşebilir, kimyasal olarak tepkimeye girebilir. Daha sonra bu büyük moleküller hücrelerde gördüğümüz protein, RNA, DNA veya fosfolipitler gibi daha da büyük biyomolekülleri oluştururlar.”
Uzayda, doğru şartlar iyonize radyasyonu içeriyor. Uzayda, moleküller UV ışınlara ve X-ışınları, gama ışınları, yıldız ve güneş rüzgarı partikülleri ve kozmik ışınları içeren yüksek enerjili radyasyona maruz kalırlar. Aynı zamanda, madde ve radyasyon çarpışmaları sırasında ikincil ürün olarak üretilen düşük-enerjili elektronlara (LEE) maruz kalırlar. Yazar, karışık bileşiklerin nasıl oluşabileceğinin daha ayrıntılı anlaşılması için düşük-enerjili elektronları inceledi.
AIP Publishing, Journal of Chemical Physics dergisindeki makalelerinde, yazarlar karbon dioksit, metan ve amonyaktan oluşan çok katmanlı buzu düşük-enerjili elektronlara maruz bıraktı ve daha sonra düşük-enerjili elektronlar tarafından oluşturulan molekülleri tanımlamak için Sıcaklık Programlı Desorpsiyon (TPD) adlı bir çeşit kütle spektroskopisi kullandı.
2017 yılında araştırmacılar benzer bir yöntem kullanarak sadece iki malzemeden, metan ve oksijenden, elzem olmayan bir molekül olan etanol üretebilmişlerdi. Ama bunlar daha büyük hayati maddelerin yanına bile yaklaşamayacak basit moleküller. Bu yeni araştırma ile daha karmaşık ve dünyevi hayat için elzem olan bir molekül, glisin üretildi.
Glisin, hidrojen, karbon, azot ve oksijenden oluşan bir amino asit. Düşük-enerjili elektronların basit molekülleri daha karışık formlara dönüştürebileceğinin gösterilmesi uzayda hayati yapı taşlarının nasıl oluşmuş olabileceğini ve daha sonra bu maddelerin dünyaya kuyruklu yıldız veya göktaşı çarpmasıyla ulaşan maddeler ile getirilmiş olabileceğini açıklıyor.
Deneyde, her iki yüz altmış elektron ışınlanmasına bir molekül glisin oluştu. Sadece laboratuvarda değil uzayda da oluşum hızının ne kadar gerçekçi olduğunu bilmek isteyen araştırmacılar, bir karbon dioksit molekülünün hem metan hem de amonyak molekülü ile karşılaşma olasılığını ve birlikte ne kadar radyasyonla karşılaşabileceğini saptamak için ekstrapolasyon yaptılar.
“Unutmamalısınız ki uzayda çok fazla zaman var,” dedi Huels. “Amaç olasılığı görmekti: Bu gerçekçi bir ürün mü yoksa tamamen saçma bir nicelik mi, çok veya az bir anlam ifade etmiyor mu? Ve bulduk ki aslında sonuçlar glisin veya benzer biyomolekül oluşum hızı için oldukça gerçekçi.
Kaynak : sciencedaily.com
