Bilim Adamlarına Göre, Hidrojen Nefes Alan Uzaylılar Aramamız Gerekiyor
Başka bir yıldızın (bir dış gezegen) yörüngesinde gezegendeki yaşamın ilk kanıtını bulduğumuzda, muhtemelen atmosferindeki gazları analiz edecek. Bilinen Dünya benzeri gezegenlerin sayısı arttıkça, kısa bir süre sonra, dünyadaki yaşamla ilişkilendirilen bir dış gezegen atmosferindeki gazları keşfedebildik. Nature Astronomy’de yayınlanan yeni bir çalışma, yaşam kanıtı bulma şansımızın artması için, hidrojen atmosferi olanlar gezegenleri de arayışımıza katmamız olduğunu savunuyor.
Bir yıldız gezegeninin önünden geçtiğinde dış gezegen atmosferini inceleyebiliriz. Böyle bir geçiş gerçekleştiğinde, yıldızın ışığı bize ulaşmak için gezegenin atmosferinden geçmelidir ve bazıları giderken emilir.
Yıldızın spektrumuna bakarken – ışığı dalga boyuna göre parçalanır – ve geçiş nedeniyle ışığın eksikliğini bulmak atmosferin hangi gazlardan oluştuğunu ortaya çıkarır. Dış gezegen atmosferini belgelemek, çok gecikmiş James Webb Uzay Teleskopunun hedeflerinden biridir.
Bekleyeceğimizden farklı bir kimyasal karışıma sahip bir atmosfer bulsaydık, en basit açıklamalardan biri, canlı süreçlerle bu şekilde sürdürülmesiydi.
Dünya’da durum böyledir. Gezegenimizin atmosferi, karbondioksit yapmak için doğal olarak oksijen ile reaksiyona giren metan (CH₄) içerir. Ancak metan biyolojik süreçlerle doldurulur.
Buna bakmanın bir başka yolu, yaklaşık 2,4 milyar yıl önce başlayan büyük oksijenasyon olayı sırasında fotosentetik mikroplar tarafından karbondioksitten serbest bırakılmasaydı oksijenin orada olmayacağıdır.
Hidrojen Atmosferlerine de Bakılmalı Sadece Oksijen Değil
Yeni çalışmanın yazarları, atmosferine hidrojen hakim olan Dünya’dan daha büyük dünyaları araştırmaya başlamamız gerektiğini savunuyorlar. Bunlar serbest oksijene sahip olmayabilir, çünkü hidrojen ve oksijen oldukça yanıcı bir karışım oluşturur.
Hidrojen tüm moleküllerin en hafifidir ve kolayca uzaya kaçar. Kayalık bir gezegenin yerçekimine hidrojen atmosferine dayanacak kadar güçlü olması için, Dünya’nın iki ila on katı arasında bir kütleye sahip bir “süper Dünya” olması gerekir.
Hidrojen doğrudan gezegenin büyüdüğü gaz bulutundan yakalanmış olabilir veya daha sonra demir ve su arasındaki kimyasal reaksiyonla serbest bırakılmış olabilir.
Hidrojenin egemen olduğu bir atmosferin yoğunluğu, Dünya gibi nitrojenin egemen olduğu bir atmosfere göre gittikçe daha yüksek bir hızla -yaklaşık 14 kat- daha az azalır. Bu, gezegeni çevreleyen 14 kat daha büyük bir atmosfer zarfı oluşturarak spektrum verilerinde tespit edilmesini kolaylaştırır.
Daha büyük boyutlar, optik bir teleskopla doğrudan görüntüleme yoluyla böyle bir atmosferi gözlemleme şansımızı da artıracaktır.
Laboratuarda Hidrojen Solunumu
Yazarlar, E. coli bakterisinin (milyarlarca bağırsaklarınızda yaşayan) bakterinin, herhangi bir oksijen yokluğunda bir hidrojen atmosferi altında hayatta kalabileceğini ve çoğalabileceğini gösterdikleri laboratuvar deneyleri gerçekleştirdiler.
Aynı şeyi çeşitli maya için gösterdiler.
Bu ilginç olmasına rağmen, yaşamın bir hidrojen atmosferi altında gelişebileceği argümanına fazla ağırlık katmıyor.
Dünya kabuğunda, hidrojeni metabolize ederek hayatta kalan birçok mikrop olduğunu zaten biliyoruz. Tüm yaşamını Akdeniz’in tabanındaki oksijensiz bir bölgede geçiren çok hücreli bir organizma bile var.
Oksijensiz başlayan dünya atmosferinin yüzde 1’den fazla hidrojene sahip olması pek olası değildir. Ancak erken yaşam, insanlar gibi karbondioksit oluşturmak için oksijeni karbonla reaksiyona sokmak yerine hidrojeni karbonla reaksiyona sokmakla metabolize olmuş olabilir.
Biyo-İmza Gazları
Çalışma yine de önemli bir keşif yaptı. Araştırmacılar, E. coli’de hidrojen altında yaşayan ürünler tarafından üretilen düzinelerce gazın “şaşırtıcı çeşitliliği” olduğunu gösterdiler.
Dimetilsilfid, karbonil sülfit ve izopren gibi bunların birçoğu, bir hidrojen atmosferinde saptanabilir “biyo-işaretler” olabilir. Bu, bir dış gezegende yaşam işaretlerini tanıma şansımızı artırır – ne arayacağınızı bilmeniz gerekir.
Bununla birlikte, hidrojen kullanan metabolik süreçler oksijen kullananlardan daha az etkilidir. Bununla birlikte, hidrojen solunum ömrü astrobiyologlar açısından şimdiden yerleşik bir kavramdır.
Sentient hidrojen nefesleri, David Brin’in Uplift romanları gibi rasyonel temelli bilim kurgularında bile yer aldı.
Yeni çalışmanın yazarları da yeterli konsantrasyondaki moleküler hidrojenin bir sera gazı olarak işlev görebildiğine dikkat çekiyor. Bu, bir gezegenin yüzeyini sıvı su için yeterince sıcak tutabilir. Bu nedenle yüzey ömrü, aksi halde olduğundan daha yıldızından daha uzak olabilir.
Yine de bilim insanları, Jüpiter gibi dev gaz gezegenlerinde yaşam bulma şansını pek düşünmüyorlar.
Öyle olsa bile, yaşanabilir dünya havuzunu hidrojen bakımından zengin atmosferlere sahip süper Dünyaları içerecek şekilde genişleterek, dünya dışı yaşamın ilk zor belirtilerini bulmak için araştırabileceklerimizi potansiyel olarak iki katına çıkarmış oldular.