Venüs’te Bulunan Fosfin Molekülleri Hayat İzi mi?

İngiliz Kraliyet Derneği Venüs atmosferinde fosfin adlı organik moleküller bulduğunu duyurdu ama medyadaki iddiaların tersine bu Venüs’te yaşam olduğunu kanıtlamıyor. Venüs’te yaşam olması için fosfinin biyolojik kaynaklı olduğunu göstermek gerekiyor. İşin ilginci bilim insanları Dünya’da canlıların varlığına işaret eden fosfinin bile hangi bakteriler tarafından nasıl üretildiğini bilmiyor. Bu yüzden Venüs’te yaşam olasılığı tümüyle göz ardı edilemiyor. Üstelik Venüs bir yana fosfin öte gezegenlerde yaşamın izi olabilir. Peki işin gerçeği ne ve NASA Venüs’te yaşam arayacak mı?

Öncelikle Dünya’da fosfin var

Var ama kaynağını tam olarak bilmiyoruz. E. Coli bakterilerinin fosfin ürettiğine dair bir varsayım bulunuyor ama bunu kanıtlanmak gerekiyor. İşte Venüs’te fosfin bulan Profesör Jane Greaves ve ekibinin işini bu zorlaştırıyor. Fosfin 1 fosfor ve 3 hidrojen atomundan oluşuyor (PH₃) ve insanlar fosfinden üç türlü yararlanıyor: 1) Tarımda zararlı hayvanlara karşı zehir olarak, 2) Mikroelektronikte metal iletkenliğinin değiştirilmesinde ve 3) Organik kimyada ara kimyasal olarak… Venüs’teki varlığı ise tartışmalı:

Organik molekül terimi modern kimyada pek ciddiye alınmaz; çünkü organik moleküller organizmalarla ilgili her türlü molekülü kapsar. Öyle ki insan kanının oksijen taşımasını sağlayan hemoglobindeki demiri bile organik saymanız gerekir. Oysa moleküller özünde cansızdır ve yalnızca bunların kombinasyonları bünyede işlenir.

Ayrıca öte gezegenlerde Dünya’da inorganik olarak tanımlanan bazı molekülleri yaygın kullanan canlılar olabilir. Dolayısıyla Venüs’teki fosfinin biyolojik kökenli olduğunu kanıtlamanın tek yolu abiyotik (canlı içermeyen) süreçlerle üretilmediğini ve hangi canlıdan geldiğini göstermektir. Peki fosfin ne tür abiyotik süreçlerle üretiliyor?

İlgili yazı: 5 Soruda Paralel Evrenler

 

Dış gezegenlerde fosfin

Jüpiter ve Satürn atmosferinin derinliklerindeki yüksek basınçta hidrojen atomları fosforla birleşerek fosfin oluşturuyor (nitekim buna hidrojen fosfür de diyebilirsiniz). Oysa Venüs Güneş’e çok yakın olduğu için kontrolsüz küresel ısınmaya maruz kalmış ve yüzey sıcaklığı 460 dereceye ulaşmış olan bir gezegen… Hidrojen en hafif element olduğu için ancak çekirdeği Dünya’dan 4 ila 10 kat ağır olan gaz devi ya da buz devi gezegenlerin atmosferinde önemli miktarda bulunabilir.

Kayalık gezegenlerde ise hidrojen uzaya kaçar. Venüs’ün hidrojen kaynağı da Dünya’da olduğu gibi su molekülleriydi (H₂O) ama su buharlaşınca güneş rüzgarı ile morötesi ışınlar atmosferin uzay sınırında suyu parçaladı. Oksijen Venüs yüzeyine çökerken hidrojen uzaya kaçtı. Bu nedenle Venüs’ün Jüpiter gibi fosfin üretmesi mümkün değil; çünkü atmosferinde hidrojen yok.

Ayrıca Venüs’ün yüzey basıncı 90 bar ve her ne kadar bu 886 metre derinlikteki su basıncına eşit olsa da 1) Yüzey basıncı fosfin üretecek kadar yüksek değil ve 2) Venüs atmosferinin üst katmanlarındaki basınç da fosfin üretmeye yeterli değil. Buna rağmen Venüs atmosferinde ~20 ppb (milyarda 20 molekül) oranında fosfin var ve bunun kaynağını bulmak uzayda yaşam aramak için çok önemli. Sonuçta uzayda Venüs benzeri gezegenler Dünya’dan daha yaygın ve her ne kadar bu gezegenlerde hayat olasılığı düşük olsa da sırf sayı üstünlüğüyle bakteri düzeyinde yaygın hayat barındırabilirler.

Araştırmaya kendi ekibiyle katılan Dr. William Bains işte bu nedenle fosfin kaynağını fotokimyasal (güneş ışığı), termodinamik (ısıl süreçler) ve/veya kayaç kimyasıyla açıklamak istiyor. Sorun şu ki aklımıza gelen bu süreçlerin hiçbiri Venüs atmosferinde göreli bol olan fosfini üretmeye yeterli değil.

İnorganik kimya

Hepsinin bir arada gerçekleştiğini düşünmek ise ayrı bir dert. Venüs atmosferinin kimyasal yapısı nedeniyle üç seçeneğin bir arada yeterli oranda fosfin üretecek şekilde gerçekleşmesi çok zor. Daha net söylersek bu süreçler gözlemlenen fosfinin ancak milyonda birini üretebilir. Mademki şimdilik inorganik süreçleri elimine etmiş görünüyoruz öyleyse fosfin kaynağı Venüs’te yaşam olabilir mi?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Uzayda fosfin avcılığı

Atmosferi olmayan uyduları, Jüpiter’in metalik hidrojen üreten muazzam iç basıncını ve Güneş’in 5500 derecelik yüzey sıcaklığını saymazsanız Venüs Güneş Sistemi’nde yaşama en düşman yerdir. Kabul, atmosferin üst katmanlarında, sülfür bulutlarının üzerinde mavi gök ve deniz seviyesine eşit basınç var. Oysa bu yaşam için yeterli değil. Bir kere 460 derecelik yüzey sıcaklığı, 90 barlık basıncı ve sülfürik asit yağmurları Venüs yüzeyinde ekstremofil bakterilerin bile yaşamasına izin vermiyor.

Atmosferde ise sağlığa zararlı olacak kadar güçlü bir elektrik alanı var ve fosfinin bulunduğu yükseklikte sülfürik asit üreten bulutlar gezegende yaşamı zorlaştırıyor. Bu durumda fosfinin henüz bilmediğimiz kimyasal bir süreçle oluşması kulağa mantıklı geliyor. Egzotik yaşama işaret etmesi ise harika olurdu; çünkü bu molekülü öte gezegenlerde 1123 mm dalga boyunda rahatça görebiliyoruz.

Nitekim bu hikaye Profesör Greaves’in fosfinin astrobiyolojide yaşam izi olarak kullanılabileceğini gösteren bir makale okumasıyla başladı.  Greaves bir bilgisayar simülasyonu yaparak fosfinin Venüs atmosferinde orta enlemlerde görülebileceğini tespit etti. Ekibin konuyu araştırmak için yer teleskoplarından süre kiralamakla ilgili ilk teklifi reddedildi ama yılmadan çalışan bilim insanları Haziran 2017’de Maxwell teleskopunu Venüs’ü incelemek için 5 günlüğüne kiralamayı başardı.

Böylece Venüs atmosferinde tam belirledikleri enlemlerde fosfin gördüler. Dolayısıyla Venüs’te fosfin bulunması bir rastlantı değildi. Bu bulgu Venüs benzeri düdüklü tencere dünyalarının fosfin üretebileceğini gösteren makalenin kanıtlanmasını sağladı. Yine de dediğim gibi Venüs makalede belirtilen süreçlerle fosfin üretebilecek gibi görünmüyor. Bilim insanlarına ikinci bir teleskop gerekiyor:

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

ALMA teleskopu fosfini onayladı

Greaves ve ekibi konuyu derinlemesine araştırmak için Mart 2019’da Atacama Büyük Milimetre ve Milimetre Altı Dizisi’ni (ALMA Teleskopu) kiraladı ki ALMA da Venüs’te fosfin buldu. İki farklı teleskopun farklı tarihlerde aynı şeyi görmesi bulguyu kanıtlıyordu ama işi garipleştiren başka bir faktör vardı: Fosfin kalıcı olamaz. Atmosferik yapı abiyotik fosfinin kısa sürede yok olmasına neden olacaktır.

Öte yandan biyolojik fosfin kolayca yenilenebilir. Özellikle de orta enlemlerde hava akımlarının atmosferi 70-90 günlük döngülerle yenilemesi ve bu periyotların mikropların atmosferdeki fosfin oranını koruması için gereken üretim döngüsüyle uyuşması henüz hiçbir kanıt olmadığı halde fosfinin biyolojik kökenli olma ihtimalini güçlendiriyor.

Gerçi Venüs atmosferinde damlacık oluşumunu ve diğer kimyasal süreçleri bilmiyoruz fakat termodinamik fosfin üretimi de gayet mümkün görünüyor. Bu nedenle abiyotik fosfin en güçlü seçenek olarak kalıyor. Venüs 4 milyar yıl önce okyanuslarını kaybetmeden önce Dünya benzeri yaşama uygun bir yerdi. Muhtemelen 700 milyon yıl öncesine dek yeraltı bakteri yaşamına da uygundu. Peki ya şimdi? Doğrusu öte gezegenlerde yaşamın neye benzeyeceğine ilişkin bir fikrimiz yok ama fosfin varlığı NASA’nın Venüs’ü havadan keşfi projesine finansman bulunmasını kolaylaştıran bir gerekçe olabilir.

Sonsöz

Venüs’ü en azından robot HAVOC zeplinlerle havadan keşfetmek harika olur. Siz de Mars yerine Venüs’e mi Yerleşelim diye sorabilir, Venüs’ün Dünya’nın ozon tabakasını nasıl kurtardığına bakabilir ve Venüs’ün hayatı ilk doğuran gezegen olup olmadığını görebilirsiniz. Hızınızı alamayarak Mars ve Venüs’ü Dünyalaştırmanın 5 dahice yolunu da okuyabilirsiniz. Yaz sıcakları gitmeden Adalara veya daha iyisi Güneye kaçıp son kez denize girebilmeniz umuduyla bilim sevgisiyle dolu güzel günler dilerim.🙋‍♂️

Venüs’ün yaşama uygunluğu

¹Phosphine gas in the cloud decks of Venus