Temel araç, uzaylı yaşam sinyallerini okyanus dünyalarındaki jeolojiden ayırabilir

Evrenin başka yerlerinde yaşam arayışı söz konusu olduğunda metan ve diğer kimyasal bileşikler, çoğunlukla canlı mikroplar tarafından üretildikleri için biyolojinin belirtileri olarak görülüyor. Bununla birlikte, bazı jeolojik süreçler canlı organizmalarınkilerle aynı kimyasal imzalar üretebildiği için bilim adamları yanıltılabilir.

Gerçek biyolojik sinyalleri tanımlamaya ve yanlış tespit riskini azaltmaya yardımcı olmak için araştırmacılar, bir gezegenin kimyasının yaşam olmadan nasıl göründüğünü modelleyen bir çerçeve geliştirdiler.

Araştırmaları dergide yayınlandı Doğa Astronomi.

Metan sorunu

Satürn’ün uydusu Enceladus ve Jüpiter’in uydusu Europa gibi buzlu okyanus dünyaları, buz kabuklarının altında sıvı okyanuslara sahip oldukları için uzaylı yaşamı arayışında ana hedeflerdir. Bunların canlıları desteklemek için gereken iç ısıya ve kimyasal enerjiye sahip olduğuna inanılıyor.

Bununla birlikte, eğer bilim adamları bu gizli okyanuslarda metan tespit ederlerse, bu mutlaka hayat buldukları anlamına gelmez çünkü metan, su ile kayalar arasındaki biyolojik olmayan kimyasal reaksiyonlar ve diğer jeolojik süreçler tarafından da üretilebilir.

Araştırmacılar makalelerinde şöyle yazdı: “Okyanus dünyaları, yaşam tespit misyonları için önemli hedeflerdir… Bununla birlikte, potansiyel yaşamın belirlenmesi, mevcut abiyotik süreçlerin temel çizgisinin üzerinde açık ve net biyolojik imza sinyallerinin gözlemlenmesini gerektirir…”

Uzay ajansları gelecekteki görevler sırasında metan ve karbon izotopları gibi potansiyel biyolojik imzaları tespit etmek için hassas araçlar tasarlıyor ve üretiyor. Ancak bir gezegenin veya ayın doğal olarak ne ürettiğine dair kesin bir temel olmadan, bulduklarının gerçekten ön sayfa haberi olup olmadığını söyleyemeyecekler. Bu çerçeve, bilim adamlarına doğal arka plan kimyasını hesaplamak için bir araç sağlıyor; böylece bir sinyal gerçekten olağandışı olduğunda bunu tespit edebiliyorlar.

Araştırma ekibi, modellerini geliştirmek için Enceladus’u örnek olay çalışması olarak kullandı. Kimyasal bileşiklerin ve izotopik imzalarının kayalık deniz tabanından kilometrelerce okyanus suyuna ve uzaya nasıl taşındığını izlediler.

İki ana potansiyel yaşam belirtisine odaklandılar. Birincisi metan karbon izotoplarıydı. Yaşayan mikroplar çoğu zaman birçok biyolojik olmayan süreçten farklı bir karbon izotop dengesine sahip metan üretirler çünkü tercihen daha hafif karbon-12 izotopunu kullanırlar.

İkinci olarak amino asit tercihine baktılar. Bunlar yaşamın yapı taşlarıdır ve biyoloji tarafından oluşturulduklarında neredeyse tamamı “solaktır”, yani moleküler şekilleri tercih edilen bir yönelime sahiptir. Ekip, bu solak şekillerin yabancı bir okyanusta yüzerken bozunmasının ve rastgele bir karışıma dönüşmesinin ne kadar sürdüğünü modelledi.

Modeli test etme

Ekip, Enceladus’tan geçmiş uzay görevlerinden toplanan gerçek kimyasal verileri ve bilgisayar modellerini kullanarak modellerini test etti. Çerçevelerinin bu kimyasal izlerin biyolojik ve jeolojik kaynakları arasında ayrım yapıp yapamayacağını görmek istediler.

Enceladus’a ilişkin mevcut anlayışa dayanarak, bazı jeolojik süreçlerin, yaşayan mikroplardan beklenenlerle örtüşen metan izotop imzaları üretebildiğini ve bu ikisinin arasında ayrım yapmayı zorlaştırdığını buldular. Amino asitler için ise tam tersi bir problem keşfettiler. Okyanus ısısı, solak şekillerini yaklaşık 100 ila 10.000 yıl gibi kısa bir sürede rastgele bir karışıma dönüştürebilir ve bu da yaşam kanıtlarını silebilir.

Bilim insanları biyoloji ve jeolojinin benzer kimyasal imzalar üretebileceğini zaten biliyor olsa da bunların ne kadar örtüştüğünü ölçecek güvenilir bir yöntem yoktu. Bu yeni çerçeve, cansız bir dünyanın neye benzeyeceğini tahmin etmeye yardımcı oluyor ve bir keşif iddiasında bulunmadan önce hangi ek kanıtların gerekli olduğunu belirlemeyi kolaylaştırıyor.