Venüs’ün Bulutlarındaki Tuhaf Kimyasal Yaşam Belirtisi Olabilir mi?

174

Dünya’nın ötesindeki yaşamın keşfi, bir nefesle; bilim insanlarının tuhaf, belirsiz bir mikroba başvurmadan açıklamakta zorlandığı bir kimyasalın kokusuyla da başlayabilir. Bu ilk adım, Mars’ta ve birkaç uzak uyduda gerçekleşti ve şimdi bilim insanları Venüs’te de aynı şeyi öne sürüyorlar.

Cardiff Üniversitesi’nden Profesör Jane Greaves’in öncülüğündeki astronomlardan oluşan bir ekip, Venüs bulutlarında nadir bir molekül olan fosfinin keşfedildiğini duyurdular. Dünya’da bu gaz yalnızca endüstriyel kullanım için laboratuvarlarda, ya da oksijen bulunmayan ortamlarda çoğalan mikroplar tarafından üretiliyor.

Venüs’ün Japon Akatsuki uzay aracı tarafından 2016’da yakalanan bir görüntüsü. Görsel: J. Greaves/Cardiff University

Astronomlar on yıllardır Venüs’teki yüksek bulutların, kavurucu yüzeyden bağımsız şekilde süzülen, ama yine de çok yüksek asiditeye dayanması gereken mikroplara ev sahipliği yapabileceğini düşünüyorlardı. Hidrojen ve fosfordan meydana gelen fosfin moleküllerinin tespiti, bu Dünya dışı ‘uçan’ canlılığın varlığını gösteriyor olabilir.

Yeni araştırma, Venüs’ün yüzeyinin kavurucu sıcaklar ve ezici basınçlara maruz kalmasına rağmen yukarıda, bulutlarda koşulların çok daha az çetin olduğu fikri üzerine oturuyor. Bilim insanları aynı zamanda Dünya’nın kendi atmosferinin de küçük canlılarla dolu olduğunun farkına vardılar. Birdenbire, Venüs atmosferinde, sıcaklıklar ve basıncın Dünya’dakilere benzer olduğu yerdeki mikroplar o kadar da saçma görünmemeye başladı.

Beklenmedik Keşif

Ekip fosfini tespit etmek için ilk olarak Hawaii’deki James Clerk Maxwell Teleskobu’nu (JCMT) kullandılar ve daha sonra keşiflerine devam etmeleri için Şili’deki Atacama Büyük Milimetre/milimetrealtı Dizisi’nin (ALMA) 45 teleskobunu tam zamanlı kullanma imkanı elde ettiler. Her iki tesis de Venüs’ü yaklaşık 1 milimetrelik, insan gözünün görebileceğinden çok daha uzun bir dalga boyunda gözlediler. Bu dalga boyunu yalnızca yüksek irtifada bulunan teleskoplar etkili biçimde görebilirler.

Profesör Greaves, “Bu, tamamen meraktan, JCMT’nin güçlü teknolojisinden faydalanan ve gelecekteki cihazlar düşünülerek yapılan bir deneydi” diyor. “Bulutların organizmalarla dolu olması gibi ekstrem senaryoları hükümsüz kılacağımızı sanmıştım. Venüs’ün spektrumunda fosfinin ilk işaretlerini gördüğümüzde hayret ettik!”

İlk bulgular hakkında doğal olarak şüpheli olan Greaves ve ekibi, daha hassas olan ALMA gözlemevinden üç saat aldıklarında oldukça mutlu oldular. Kötü hava koşulları can sıkıcı gecikmelere yol açsa da altı aylık veri işlemenin ardından keşif doğrulandı.

Venüs atmosferindeki fosfinin ilk tespitini yapan James Clerk Maxwell Teleskobu. Görsel: Will Montgomerie/EAO/JCMT

Kyoto Sangyo Üniversitesi’nden Profesör Hideo Sagawa, verileri yorumlamak için Venüs atmosferiyle ilgili modellerini kullandı ve fosfinin mevcut ama seyrek, her bir milyar molekülde yalnızca yirmi tane kadar olduğunu buldu.

Tek Çalışma Sovyet Vega 2 Görevinden

Astronomlar daha sonra fosfinin Venüs’teki doğal süreçlerinden gelmiş olup olamayacağını görmek adına hesaplamalar yaptılar. Bazı bilgilerin yetersiz olduğu konusunda da bizleri uyarıyorlar. Aslında, Venüs’teki fosfor hakkında diğer tek çalışma, 1985’te Sovyet Vega 2 göreviyle taşınan kondu deneyinden geldi.

MIT bilim insanı William Bains, fosfinin oluşacağı doğal yolları inceleyen çalışmayı yönetti. Bazı fikirler arasında güneş ışığı, yüzeyden yukarı doğru savrulan mineraller, volkanlar ve yıldırım bulunuyor, ama bunların hiçbiri yeterince yakınlaşamıyor. Doğal yolların, teleskopların gördüğünün sadece on binde biri kadar miktarda fosfin oluşturabileceği görüldü.

Cambridge Üniversitesi’nden Dr. Paul Rimmer’a göre, Venüs’te gözlenen miktarda fosfin oluşturmak için, yeryüzündeki organizmaların maksimum performanslarının %10’u kadarla çalışmaları yeterli olmalı. Venüs’teki herhangi bir mikrobun ise, aşırı asidik koşullara dayanıklı olabilmek için Dünya’dakilerden çok farklı olacağı büyük ihtimal.

“Venüs’te Fosfin Bulmak Bir Sürprizdi”

Dünya bakterileri, fosfat minerallerini soğurabilir, hidrojen ekleyebilir ve nihayetinde dışarı fosfin gazı atabilir. Bunu yapmak içinse enerjiye ihtiyaçları vardır, dolayısıyla bu işlemi neden yaptıkları belirsiz. Fosfin yalnızca bir atık ürün de olabilir, ama başka bilim insanları, rakip bakterileri savuşturmak gibi amaçları olabileceğini öne sürüyorlar.

Başka bir MIT ekip üyesi olan Dr. Clara Sousa Silva da diğer yıldızların çevresindeki gezegenlerde, oksijen kullanmayan yaşamın ‘biyoişaret’ gazı olarak fosfini aramayı düşünüyordu, çünkü normal kimya ile bu gazdan çok az miktarda üretiliyor.

Silva “Venüs’teki fosfin bulmak bir sürprizdi. Bu keşif, herhangi bir canlının nasıl hayatta kalabileceği gibi pek çok soru ortaya çıkarıyor” diyor. Dünya’da, bazı mikroplar ortamlarında %5’e kadar asiditeyle başa çıkabiliyorlar, ama Venüs’ün bulutları neredeyse tamamen asitten oluşuyor.”

Venüs’ün, Venüs Morötesi Görüntüleyici (UVI) tarafından alınan 283-nm ve 365-nm bandı görüntüleri kullanılan, sentez sahte renk görseli. Görsel: JAXA/ISAS/Akatsuki Project Team

Güneş Sistemi’nde, Mars’taki metan ve buzlu uydular Europa ve Enceladus’tan fışkıran su gibi diğer muhtemel biyoişaretler de bulunabilir. Venüs’te, morötesi ışığın soğurulduğu karanlık çizgilerin, mikrop kolonilerinden kaynaklanabileceği de öne sürülmüştü. JAXA tarafından fırlatılan Akatsuki uzay aracı şu anda bu ‘bilinmeyen morötesi soğurucu’ hakkında daha çok bilgi edinmek için bu karanlık çizgileri haritalıyor.

Ekip, keşiflerinin önemli olduğuna inanıyor, çünkü fosfini oluşturacak pek çok alternatif yolu eleyebiliyorlar, ama yaşamın varlığını doğrulamanın çok daha fazla çaba gerektirdiğini de kabul ediyorlar. Venüs’ün yüksek bulutları, 30 derecelik sıcaklıklara sahip olsalar da inanılmaz derecede asidikler (%90 civarında sülfürik asit) ve mikropların burada hayatta kalabilmeleri adına büyük sorun teşkil ediyorlar. Yine MIT’den Profesör Sara Seager ve Dr. Janusz Petkowski mikropların damlacıkların için kendilerini nasıl koruyabileceklerini araştırıyorlar

Ekip şimdilerde, örneğin fosfinin bulutların nispeten ılımına kesimlerinde bulunup bulunmadığını belirlemek ve yaşamla ilişkili başka gazları aramak için hevesli biçimde daha fazla gözlem süresi bekliyor. Yeni uzay görevleri de komşu gezegenimize gidebilir ve yaşamın izlerini daha detaylı aramak için bulutlardan örnek alabilir.

Uzaylı Nefesi, Gizemli Fosfin

Fosfinin bolluğu, görülmesi beklenenden çok daha fazlaydı. Teleskopların gözlemlerinin çalışma şekline göre kimyasal, Venüs yüzeyinden 50 kilometreden daha yüksekte olmalı. Bu da, aynı yazarlardan bazılarının bulunduğu ve mikrobik yaşamın spor formunda hayatta kalabileceğini öne süren yeni bir makalenin belirttiği irtifaya yakın.

Venüs’te fosfin tespit edilmesi ne kadar etkileyici de olsa, yeni araştırmaya dahil olmayan bilim insanları, yaşamın tespit edilmesiyle ilgili büyük potansiyel işaretlerden bile önce bazı büyük boşluklar bırakıldığından endişe ediyorlar.

Bazıları, fosfinin canlı organizmalar için güvenilir bir parmak izi olduğuna ikna olmuş değiller. Üç hidrojen molekülü tarafından çevrelenmiş tek bir fosfor molekülü olan fosfin, Dünya’da nadir görülüyor ve kısa ömürlü. Dünya’nın oksijen zengini atmosferinde hızlıca dönüşüyor ve Venüs’ünkinde de aynı şekilde olmalı, bu da uzaylı nefesi arayan bilim insanların aklını karıştırıyor.

Venüs’ün sanatçı tasviri. İlave görsel yüksek bulutlarda tespit edilen fosfin moleküllerini temsil ediyor. Görsel: ESO/M. Kornmesser/L. Calçada & NASA/JPL/Caltech

Fosfin Üzerine Detaylı Araştırmalar Gerekiyor

Viyana Üniversitesi’nden biyokimyacı ve araştırmaya dahil olmayan Tetyana Milojevic, “fosfinin biyolojik dünyaya bağlantısı çok zayıf ve sadece laboratuvara girip deneyler yapılarak teyit edilmesi gerekiyor” diyor.

Milojevic, fosfinin yalnızca mikropların yakınında bulunduğunu ama onlar tarafından üretilmediğini ve bileşiğin biyolojik maddenin kimyasal bozunması tarafından açığa çıkarılıyor gibi durduğunu öne sürüyor. Yani bilim insanları fosfini potansiyel bir biyoişaret olarak kullanmadan önce laboratuvarda, mikropların fosfini üretip üretmediğini ve üretiyorlarsa nasıl olduğunu anlamaları gerekiyor. Bu süreç, Mars’ı izleyen bilim insanları tarafından metan için uzun süre önce tamamlandı.

Ne yazık ki bu deneyler, fosfin için o kadar da kolay değil. Güney Florida Üniversitesi’nden astrobiyolog ve jeokimyacı Matthew Pasek, “fosfin biraz fena, o yüzden onunla oynamayı pek sevmeyiz, yani aslında doğal süreçlerle nasıl yapıldığını da pek anlamıyoruz” diyor ve ekliyor: “Çoğu zaman, fosfor kimyasının arka planına atılageldi.”

Greaves ise fosfinin Dünya’da bir biyoişaret olduğundan emin ve bilim camiasının, bu tür laboratuvar deneylerini üstleneceğini ve ekibinin çalışmasını geliştireceğini umuyor.

Fosfinin bir biyoişaret olabileceği fikrinin bir başka ölümcül eksiği daha mevcut. Venüs şu anda bilim insanlarının fosfin tespit ettiği dördüncü gezegen. Diğerleri iki gaz devi ve Dünya. Yeni tespit, Venüs’teki fosfin seviyelerinin Jüpiter ve Satürn’dekine yakın olduğunu gösteriyor. Ama Pasek’e göre bu, Dünya’dakinden çok daha büyük (1000 kat) bir bolluk.

Mesafeler bilim yapmayı zorlaştırıyor

Greaves ve meslektaşları, koronavirüs salgını gözlemlere engel olmuş olsa da Venüs’ü yerden incelemeye devam etmeyi planlıyorlar. Elbette fosfin incelemelerinin bir kısmı burada, laboratuvarlarda da yapılabilir.

Ama bu büyük bulmacanın detayları, Dünya yüzeyinden açıkça görülebilecek şeylere benzemiyor. Ve uzay araçları genelde Venüs’ün çevresinden hızla geçip, düşman ortamına güvenli bir mesafede kalma eğilimindeler. Bulutlarına ve yüzeyine dayanabilecek makineler üretmek o kadar zor ki atmosferin içine on yıllardır hiçbir uzay aracı girmeye cesaret edemedi.