V883 Orionis yıldızının etrafındaki gezegen oluşum diskinin sanatçı tasviri. 

Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi’ni (ALMA) kullanan uluslararası bir gökbilimci ekibi, uzak bir yıldızı çevreleyen bir gezegen öncesi diskte 17 karmaşık organik molekül (COM) tespit ettiler.

Bunlar arasında, amino asitlerin ve öncüllerinin yapı taşları olduğuna inanılan etilen glikol (CH₂OH)₂ ve glikolonitrilin (HOCH₂CN) ilk kez tespit edilmesi de yer alıyor.

Bu moleküller daha önce uzayda tespit edilmiş olsa da, bilim insanları bunları bir yıldız öncesi etrafındaki gezegen oluşum diskinde ilk kez gözlemlediler ve bu, Evren’deki yaşamın kökeni hakkında heyecan verici ipuçları sunuyor.

Ekibin lideri, Max Planck Enstitüsü’nden (MPIA) Abubakar Fadul’a MPIA üyesi meslektaşları ve Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi, Columbia Üniversitesi, Purdue Üniversitesi ve Michigan Üniversitesi’nden araştırmacılar eşlik etti.

Tespit ettikleri organik moleküller, yaklaşık 1.350 ışık yılı uzaklıktaki, Orion takımyıldızında bulunan bir proto yıldız olan V883 Orionis’i çevreleyen diskte bulundu.

COM’lar, beşten fazla atom ve en az bir karbon atomu içeren moleküllerdir. Glikolonitrilin tespiti, glisin ve alanin amino asitlerinin ve DNA ve RNA’yı oluşturan dört amino asitten biri olan adenin nükleotid bazının öncüsü olması nedeniyle özellikle önemlidir.

V883 Orionis’in öngezegenin  diskinde COM’ların keşfi, yıldız sistemlerindeki organik moleküllerin evrimiyle ilgili süregelen bir bilmecenin çözülmesine yardımcı oldu.

2016 yılında Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA) ile tespit edilen genç yıldız V883 Orionis etrafındaki su kar çizgisinin sanatçı tarafından çizilmiş çizimi. 

Soğuk bir önyıldızın, öngezegensel diske sahip genç bir yıldıza dönüşümü, diskteki gaz ve tozu bozan yoğun şok dalgaları ve radyasyonla karakterize bir aşamaya eşlik eder.

Bu şiddetli süreçlerin, bir sistemin tarihinin çok erken dönemlerinde bir araya gelmiş olabilecek en karmaşık molekülleri yok ettiği düşünülüyordu.

Bu durum, bilim insanlarını, gezegenler, asteroitler ve kuyrukluyıldızlardan oluşan bir sistemin oluştuğu disklerde COM’ların yeniden oluşturulmasını gerektiren “sıfırlama senaryosu”nu önermeye yöneltti.

Gruptan Kamber Schwarz, “Şimdi ise tam tersinin doğru olduğu anlaşılıyor. Sonuçlarımız, öngezegen disklerin daha önceki aşamalardan karmaşık molekülleri miras aldığını ve bunların oluşumunun öngezegen disk aşamasında da devam edebileceğini gösteriyor.”

“Sıfırlama senaryosu”nun temel sorunu, bir yıldızın önyıldız evresinden öngezegensel diskle çevrili genç bir yıldıza geçişi sırasında COM’ların önemli miktarlarda oluşması için yeterli zamana sahip olmamasıdır.”

“Buna karşılık, bu bulgular, biyolojik süreçlere yol açan koşulların, daha sonraki tekil gezegen sistemleriyle sınırlı kalmak yerine, güneş evriminin erken aşamalarında mevcut olduğunu göstermektedir” dedi.

Abubakar Fadul ise, “Bulgularımız, yıldızlararası bulutlar ile tamamen gelişmiş gezegen sistemleri arasında doğrusal bir kimyasal zenginleşme ve artan karmaşıklık çizgisine işaret ediyor” diye ekledi.

Bu bulgular ayrıca, öngezegen diskler gezegen sistemlerine dönüştükçe COM’ların bolluğunun ve karmaşıklığının arttığını, yani yaşamın yapı taşlarının yıldız sistemlerinde en erken aşamalardan itibaren mevcut olduğunu göstermektedir.

Önceki çalışmalarda, gökbilimciler yıldız kreşlerinde, yani yeni yıldızların doğumuna neden olan yoğun toz ve gaz bulutlarında basit organik moleküller (metanol gibi) tespit etmişlerdi.

Ekipten Tushar Suhasaria, “aynı kreşlerin V883 Orionis çevresinde tespit edilenlere benzer karmaşık bileşikler içerebileceğini ve yakın zamanda, uzayda keşfedilen bir molekül olan etanolaminin UV ışınlarına maruz bırakılmasıyla etilen glikol oluşabileceğini keşfettik” dedi.

Bu bulgu, etilen glikolün bu ortamlarda oluşabileceği, ancak aynı zamanda UV ışınlarının baskın olduğu moleküler evrimin sonraki aşamalarında da oluşabileceği fikrini desteklemektedir.

Kuyrukluyıldız C/2012 S1 (ISON). 

Bu arada, Güneş Sistemi’ndeki asteroitlerde, meteoritlerde ve kuyrukluyıldızlarda amino asitler, şekerler ve nükleobazlar (DNA ve RNA’yı oluşturanlar) bulunmuştur.

COM’lara yol açan kimyasal reaksiyonlar soğuk koşullar altında gerçekleştiğinden, aynı moleküller iç kısımlarında kesinlikle daha bol miktarda bulunur.

Bunlara sondaj yapılmadan erişilemese de, kuyrukluyıldızlar Güneş’e yaklaştıkça gaz salınımı yaşarlar. Güneş ısısıyla ısındıkça, gaz ve toz kuyrukları (haleleri) oluşacak ve gökbilimciler bunları inceleyerek organik moleküllerin spektral imzalarını belirleyebilirler.

Bu süreç, yıldızın çevresindeki diskten gaz toplamaya devam ettiği ve sonunda çekirdeğinde bir füzyon reaksiyonunu tetiklediği V883 Orionis sisteminde de meydana gelir.

Bu süre zarfında gaz ısınır ve çevresindeki diski ısıtacak kadar güçlü yoğun radyasyon patlamaları yayar ve ekip tarafından tespit edilen organik molekülleri serbest bırakır.

Schwartz, “Etilen glikol ve glikolonitril de dahil olmak üzere karmaşık moleküller radyo frekanslarında radyasyon yayar. ALMA bu sinyalleri tespit etmek için mükemmel bir şekilde uygundur.”

“Bu sonuç heyecan verici olsa da, spektrumlarımızda bulduğumuz tüm imzaları henüz çözemedik. Daha yüksek çözünürlüklü veriler, etilen glikol ve glikolonitril tespitlerini doğrulayacak ve hatta belki de henüz tanımlayamadığımız daha karmaşık kimyasalları ortaya çıkaracaktır” dedi.

Bu bulgular, elektromanyetik spektrumun diğer kısımlarındaki molekülleri araştıran takip araştırmaları için de fırsatlar sunuyor. Gökbilimciler, amino asitler gibi daha da gelişmiş molekülleri tespit edebilirler.

Bu teori doğrulanırsa, yaşamın bileşenlerinin Güneş Sistemi’nin erken dönemlerinde nasıl dağıldığını ortaya çıkaracak ve bu da başka nerelerde bulunabileceğine dair ipuçları sağlayabilir.