Derin uzayda oksijen tahmin edilenden az miktarda

Oksijen, hidrojen ve helyumun ardından Evren'de en çok bulunan üçüncü elementi temsil ediyor. Yine de, oksijenin en basit moleküler yapısını temsil eden O2'yi uzayda bulma çabaları şu ana kadar fazla bir sonuç vermedi. Herschel tarafından yapılan yeni gözlemler, yıldız ve gezegenlerin doğumuna ait karmaşık kimyasal özelliklerin anlaşılması hakkında yeni sorular doğurdu.

Araştırmanın başında yer alan, NASA Jet İtiş Gücü Laboratuvarı'nda görevli astrofizikçi Umut Yıldız, "Herschel teleskobundan elde ettiğimiz yeni bilgiler sayesinde, yıldızlararası uzayda aslında ne kadar az moleküler oksijen olduğunu teyit ediyoruz" ifadesini kullandı. California Teknoloji Enstitüsü'nde (Caltech) araştırma görevlisi olan ve geçmişte Hollanda'nın Leiden Gözlemevi'nde araştırmalarda bulunan Yıldız, "Oksijen moleküllerinin neden bu kadar az olduğunu anlamanın yanı sıra, bu molekülleri bulduğumuz kozmik bölgelerin özelliklerini de ortaya çıkarmalıyız" ifadesini kullandı.

Yıldız, "Oksijen molekülleri az miktarda bulunsa da, bulundukları yerlerin ve derin uzayın kimyası hakkında bize bilgi sunacaklar" dedi.

Tahmin edilenden 6 bin kat daha az

En son araştırmada, Herschel 750 ışık yılı uzaklıkta yer alan bir önyıldız üzerinde uzun süreli gözlem gerçekleştirdi. Uzun süreli gözlemler, NGC1333 IRAS4A adı verilen yıldızın etrafını kaplayan gaz ve toz kütlesinde yer alan moleküler oksijene ait sinyallerin tespit edilmesini sağladı.

Gözlemler, yıldızların oluştuğu gaz bulutları içerisinde iki atomlu oksijen molekülüne ait çok az ize ulaşabildi. Herschel, önyıldızın civarında yer alan her 6 milyar hidrojen molekülüne karşılık sadece bir oksijen molekülü tespit edebildi. Elde edilen sonuç, oksijen oranının 6000 kat daha fazla olması gerektiğini savunan teorik kimyasal modelleri fazlasıyla yanılttı.

Yıldız ve ekibi, var olan oksijenin önemli bir miktarının önyıldızın etrafındaki toz parçacıklarının üzerinde donduğuna inanıyor. Donmuş su molekülleri taşıyan toz parçaları, gaz ve buzul enkaz ile birlikte önyıldızın etrafındaki gezegen diskini meydana getiriyor. Bu disk, milyonlarca yıl içinde gezegen, asteroit ve diğer kozmik cisimleri bir araya getiriyor. Oksijen daha sonra moleküler oksijen oluşturmak yerine hidrojenle birleşerek su molekülleri oluşturuyor.

Yıldız, 'önyıldızın etrafını saran yoğun kütlede neden bu kadar az O2 bulduklarını anlamak istediklerini' belirtti. Yıldız ve ekibinin üzerinde durduğu bir olasılık, oksijenin donması ve yıldız oluşumunun erken safhalarında suya dönüşmesi. Bu nedenle, gezegen diskinin oluştuğu daha sonraki safhalarda gaz ve buz O2'den mahrum kalıyor.

Dünya'daki oksijen uzaydan gelmedi

Araştırmacılar, yaptıkları türden bir araştırmanın Herschel gibi bir teleskop olmadan mümkün olmayacağını ve milimetre altındaki ışıkta gözlem yapabilen yeni teleskoplar sayesinde gözlemlerini sürdürebileceklerini belirtti. Yerde yer alan teleskoplar, Dünya'nın atmosferinde yer alan moleküler oksijen nedeniyle yıldızlararası oksijen moleküllerini tespit edemiyor.

Herschel teleskobunun elde ettiği en son bulgular, Dünya atmosferinde bulunan oksijenin kökenleri hakkında yeni bilgiler sunmayı amaçlıyor. Kimyasal tepkime gücü oldukça yüksek olan moleküler oksijen, kolaylıkla parçalanarak diğer moleküllerle birleşebiliyor. Gökbilimciler, buradan yola çıkarak soluduğumuz oksijenin sahip olduğu moleküler yapıyla uzaydan gelemeyeceğini belirtiyor. Dünya'da ilk olarak organizmalar ve kimyasal süreçlerle serbest kalan oksijen, zamanla su, karbon dioksit ve doğada bolca bulunan diğer oksijen içerikli bileşiklerle yayıldı.

Bilim insanları, fotosentez yapabilen ilk bakterilerin Dünya'da 3.5 milyar yıl önce oluştuğuna inanıyor. Dünya'nın ilk zamanlarında atmosferi kaplayan oksijeni tüketen bakteriler, oksijeni bir yan ürün olarak doğaya saldı. Yüz milyonlarca yıl süren bu sürecin ardından, Dünya atmosferi belirgin miktarda oksijene sahip oldu. Atmosferdeki oksijenin artış miktarıyla bağlantılı süreç hakkındaki tartışmalar halen sürüyor.

Yıldız, belli zamanlarda mevcut olan oksijen miktarı ve türlerini bilmenin, sadece yıldız ve gezegenlerin kimyaları değil, aynı zamanda yaşamın oluşumu hakkında da önemli bilgiler sakladığını belirtti. Yıldız, "Oksijen molekülü, yaşamın ortaya çıkması için en gerekli temel moleküllerden biri... Yıldız oluşumuna tanık olan bölgeleri derinlemesine incelemek, gezegen disklerindeki ve nihayetinde dış gezegenlerin atmosferlerindeki moleküler oksijenin kökenlerini anlamak için çok önemli" yorumunda bulundu.

Kaynak: ESA