Astrobiyoloji (Egzobiyoloji)

Astrobiyoloji
Vikipedi, özgür ansiklopedi

Yöntemler

1. Alan Daraltma
Yıldızların birbirine oranla boyutları ve fotosferik ısıları. Kızıl cüce tipindeki bir yıldızın çevresinde dolanan bir gezegenin, Dünya-benzeri sıcaklıklarda olması mümkündür.

Ad: 450pxrelativestarsizess.png
Gösterim: 297
Boyut: 55.4 KB

Diğer gezegenlerdeki yaşamı araştırırken, doğru olup olmadıkları henüz bilinemiyorsa da bazı basitleştirici varsayımlardan yola çıkılması astrobiyoloğun hedefini küçültmesi, yani çalışma alanını daraltması ve yükünü hafifletmesi bakımından yararlıdır. Bu bakımdan astrobiyoloji çalışmalarında şu hususlar gözönünde bulundurulur:

Galaksimizdeki yaşam türlerinin büyük çoğunluğunun kimyasal yapısının Dünya’da olduğu gibi karbon temelli (İng. carbon-based life) olduğu sanılmaktadır. Karbon temelli olmayan yaşamın mümkün olabileceği kabul edilmekle birlikte, şu nokta gözden uzak tutulmaz: Karbon, istisnai bir özelliğe sahiptir; çevresinde geniş bir molekül çeşitliliği oluşabilmektedir.
Bu bakımdan sıvı su yaşam için olumlu bir etken olarak kabul edilir; çünkü yaygın bir molekül olup, yaşamın ortaya çıkmasını sağlayan "karbon temelli" karmaşık moleküllerin oluşumu için mükemmel bir çevre sağlar. Bazı araştırmacılar bu bakımdan amonyağın ya da amonyak ile su karışımının daha olumlu bir etken olduğunu belirtirler. Bu tür ortamlar gerek karbon temelli yaşam, gerekse "karbon temelli olmayan yaşam" için elverişli ortamlar olarak kabul edilirler.
Üçüncüsü, gezegensel yaşanabilirlik kavramından hareketle, yaşamın geliştiği gezegenlerin çevresinde dolandıkları yıldızların Güneş-benzeri yıldızlar olması hususudur. Çok büyük yıldızlar nispeten kısa ömürlü olurlar, yani çevrelerinde dolanan gezegenlere, üzerlerinde yaşamın gelişebilmesi için yeterince zaman tanımayabilirler. Çok küçük yıldızlar da gezegenlere çok az ısı verirler. Bir gezegenin yeterince kalın bir atmosferi olmaması, gezegenin bir tarafının “fırında kızarmış” gibi bir hal almasına karşılık, diğer tarafının buzlaşmış bir hale gelmesi sonucunu doğurur. Fakat 2005’te bu husus (gezegensel yaşanabilirlik için yıldızın Güneş-benzeri bir yıldız olması şartı) yeniden gözden geçirilmek üzere bilimsel topluluğun dikkatine sunulmuştur. Çünkü Kızıl cüce tipindeki yıldızlar da uzun ömürlü olduklarından, kalın atmosferli gezegenlerinde yaşamın gelişebilmiş olması gayet mümkündür. Bu nokta son derece anlamlıdır, çünkü kızıl cüceler son derece yaygındır.

Galaksimizdeki yıldızların % 10’unun “Güneş-benzeri” yıldızlar olduğu sanılmaktadır. Güneş’imizden yaklaşık 100 ışık yılı uzaklık içinde böyle 1000 kadar “Güneş-benzeri” güneş bulunmaktadır. Bu yıldızlar ya da güneşlerin Dünya Dışı Akıllı Yaşam Araştırması kapsamındaki “yıldızlar-arası dinleme”de öncelikli hedefler olmasında yarar görülmektedir.

2. Astrobiyolojiye Yardımcı Dallar

2.1. Astronomi
Kütleçekimsel mikromercekleme ile keşfedilmiş, Dünya’dan 20.000 ışık yılı uzaklıktaki bir yıldızın çevresinde dolanan OGLE-2005-BLG-390Lb adlı gezegenin bir sanatçı tarafından hazırlanmış temsilî resmi:

Ad: 800pxogle2005blg390lb.jpg
Gösterim: 274
Boyut: 35.8 KB

Astronomiye ilişkin astrobiyolojik araştırmaların çoğu, “yaşam Dünya’da ortaya çıktığına göre, Güneş Sistemi’miz dışındaki Dünya’ya benzer özellikler taşıyan gezegenlerde de ortaya çıkabilir” varsayımından hareketle, Güneş Sistemi-dışı gezegenlerin keşfi kategorisinde yer alır. Bu yüzden, olanakların bir kısmı Güneş Sistemi dışındaki Dünya-benzeri gezegenlerin keşfine tahsis edilmiştir. Bu araştırmalar özellikle NASA’nın Terrestrial Planet Finder ve ESA’nın Darwinadlı programlarında yer almaktadır. Ayrıca Güneş Sistemi’miz dışındaki gezegenleri araştırmak üzere NASA “Kepler Mission” uzay gemisini Mart 2009’da fırlatmayı planlamıştır, Fransızlar’ın kısa adı CNES olan Uzay İncelemeleri Ulusal Merkezi (The Centre National d'Études Spatiales) ise COROT adlı uzay teleskobu aracını 2006’da fırlatmıştır. Güneş Sistemi dışındaki Dünya-benzeri gezegenlerin keşfi konusunda, uzay araçlarıyla sürdürülen çalışmaların yanısıra, bunlar kadar önemli tutulmamakla birlikte, yerde sürdürülen çalışmalar da bulunmaktadır.
Bu fırlatma çalışmalarının amacı yalnızca Dünya büyüklüğündeki gezegenleri saptamak değil, aynı zamanda gezegenlerden çıkan ışıkları spektroskopla doğrudan doğruya (Dünya atmosferi gibi çeşitli etkileyici faktörlere maruz kalmadan) analiz edebilmektir. Bu tayf analizlerinin incelenmesiyle Güneş Sistemi’nin dışındaki bir gezegenin temel içeriği, atmosferi ve yüzeyi saptanabilir ki, bu da gezegen üzerinde yaşam olasılığının belirlenmesinde son derece yararlı bilgiler sağlar. NASA’nın bir araştırma grubu olan Virtual Planet Laboratory adlı grup, Terrestrial Planet Finder ve Darwin projeleri kapsamında fırlatılan ve fırlatılacak uzay araçları tarafından saptanacak gezegenlerin neye benzediğini anlamak ve daha sağlıklı yorumlar yapabilmek üzere, bu gezegenlerin kapsamlı bilgisayar modellemeleri üzerinde çalışmaktadır. Umulan odur ki, uzay araçlarının saptayacağı tayf analizleriyle bu grubun vardığı sonuçlar, bir gün bu gezegenlerde yaşamın varlığını gösterecek şekilde çakışırlar. Güneş Sistemi’miz dışındaki gezegenlerin yüzey ve atmosfer özelliklerinin anlaşılmasında ışımalarının fotometrik incelenmesi de ipucu niteliğinde veriler sağlamaktadır.

Ad: usanmverylargearray02.jpg
Gösterim: 208
Boyut: 71.3 KB

NASA’nın Güneş Sistemi’miz dışındaki gezegenleri araştırmak üzere tasarladığı “Kepler mission” uzay gemisi.

Ad: keplerpacecraft019e.jpg
Gösterim: 214
Boyut: 26.5 KB

"Dünya-dışı zeki yaşam"ın bulunduğu gezegenlerin tahmini sayısı “Drake denklemi” yoluyla hesaplanır. Bu hesaplamada güneşlerine uygun uzaklıkta olan gezegenlerin sayısı, bunlar içinden koşulları yaşamın oluşmasına elverişli gezegenlerin sayısı vb. gibi parametreler kullanılır.
Hesap sonucunda evrenin gözlemleyebildiğimiz kısmında (100 milyar galakside) yaşamın oluşmasına elverişli bir gezegene sahip yıldızların sayısı 7×1022 olarak çıkmaktadır. Bu hesaplamayla yalnızca 300 milyar yıldız içeren Samanyolu galaksimizde olması mümkün Dünya-dışı uygarlıkların sayısı yirmi ile birkaç milyon arasındadır. Bu denklemle, iletişim kurulabilecek Dünya-dışı uygarlıkların sayısı da hesaplanabilmektedir.
Denklem şudur:

Denklemdeki matematiksel sembollerin anlamları şöyledir:

N= İletişim kurabilecek Dünya-dışı uygarlıkların sayısı
R*= Güneş’imiz gibi uygun yıldızların oluşum oranı
fp = Bu yıldızlardan gezegenli olanların ayrılma değeri (Kanıtlar Güneş’imiz gibi yıldızların gezegen sistemleri olduğunu göstermektedir)
fl = Bu gezegenlerden yaşamın oluşmasına elverişli Dünya-benzeri gezegenlerin ayrılma değeri
fi= Yaşamın oluşabileceği Dünya-benzeri gezegenlerden zekanın gelişebileceği gezegenlerin ayrılma değeri
fc = Zekanın gelişebileceği gezegenlerden iletişim kurulmasına olanak sağlayanların ayrılma değeri (üzerinde elektromanyetik iletişim teknolojisinin geliştiği gezegenlerin ayrılma değeri)
L = Bütün bu olanaklara sahip uygarlıkların varlıklarını sürdürebilme süresi (ömrü)

Denklemdeki mantık doğru olmakla birlikte, birçok bakımdan hata payı olduğu bilinmektedir ve bu, gözden uzak tutulmamalıdır. Dünya dışı yaşamın varlığıyla ilgili bu tür hesaplamaların sonuçlarına karşı çıkan bir varsayım “Fermi paradoksu” adıyla bilinir. Fermi paradoksuna göre eğer evrende zeki yaşam yaygınsa, onun kendini belli eden işaretlerinin olması gerekir. SETI gibi projelerin de amacı budur, yani Dünya-dışı zeki uygarlıkların yayınlamış olabileceği radyo yayınlarını yakalamaya çalışmaktır.
Astrobiyolojide bir başka etkin araştırma alanı gezegensel sistemlerin oluşumudur. Kimileri Güneş Sistemi’mizin oluşum özelliklerinin gezegenimizdeki zeki yaşamın oluşumunu takviye ettiğini ileri sürmektedir. Ancak bugüne kadar hiçbir kesin sonuca ulaşılamamıştır.

2.2. Biyoloji
Dünya’daki ekstremofilbakterileri destekleyebilen “hidrotermal bacalar” (jeotermal olarak ısınmış suyun gezegen yüzeyine çıktığı çatlaklar) kozmozun başka yerlerinde de yaşamı destekliyor olabilirler.

Ad: 407pxnur04506.jpg
Gösterim: 152
Boyut: 63.7 KB

Ekstremofiller (en aşırı özelliklerdeki ortamlarda yaşayabilen organizmalar) astrobiyologlar için esaslı bir araştırma unsuru oluşturmaktadır. Biyota içeren böyle organizmalar okyanus yüzeyinden kilometrelerce aşağıda (hidrotermal bacalar yakınında) yaşayabilmekte, hatta ekstremofil mikroplar yüksek ölçüde asitli ortamlarda yaşayabilmektedir. Son zamanlarda, ekstremofillerin yaşama hiç de elverişli olmayan koşulllarda yaşayabiliyor olmalarının keşfi astrobiyologlara ilham kaynağı olmuştur. Bu organizmaların karakteristik özelliklerinin, çevrelerinin ve evrimsel yollarının tanımlanmasının evrenin başka yerlerinde yaşamın nasıl gelişebileceğinin anlaşılmasında çok önemli bir husus olduğu düşünülmektedir. Bu bakteriler Dünya’da aşırı sıcak ortamlarda (termofil organizması), aşırı basınçlı ortamlarda (piezofil), asitli ortamlarda (asidofil, alkalofil) ve ışınımlı ortamlarda (radyorezistan organizma) yaşayabildiğine göre, bu koşulları içeren gezegenlerde yaşamamaları için hiçbir neden yoktur. Kısa zaman önce bir astrobiyolog ekibi okyanus diplerindeki hidrotermal bacalar yakınında yaşayan ekstremofilleri incelemek üzere hidrobiyologlar ve deniz jeologlarıyla işbirliğinde bulunmuştur. Bilim insanları bu incelemede edinecekleri bulguları Güneş Sistemi’mizdeki Europa gibi doğal uydularda mevcut olabilecek yaşam üzerine geliştirecekleri hipotezlerde kullanmayı ummaktadırlar.
Yaşamın evriminden ayrı olarak “yaşamın kökeni” halen devam eden bir başka araştırma alanıdır. Güneş ışığının etkisinde oksijensiz bir atmosfer ortamında organik moleküllerden bir “ilkel çorba” oluşabileceğini iddia eden Aleksandr İvanoviç Oparin ve J. B. S. Haldane tarafından ortaya atılan varsayıma göre, ilk zamanlarda Dünya’da öyle elverişli koşullar hüküm sürüyordu ki, bu koşullar inorganik maddelerden organik bileşimlerin oluşmasını sağlayıcı, yani bu sürece sevk edici bir nitelikteydi ve böylece, oluşan bazı ortak kimyasal ürünlerin günümüzde gördüğümüz tüm yaşam türlerinde bulunmasını sağlamış oldular. Bu sürecin incelenmesi olan "prebiyotik kimya" (abiyogenez), az çok ilerleme kaydetmiş olmakla birlikte, yaşamın Dünya’da bu şekilde oluşup oluşmadığı konusunda halen pek açık değildir. Bu varsayıma alternatif teori olan panspermia teorisine göre ise yaşamın ilk unsurları Dünya’nınkinden daha elverişli koşullara sahip bir başka gezegen ya da kozmik cisimde oluşmuş ve herhangi bir yolla Dünya’ya aktarılmış olmalıydı.

2.3. Astrojeoloji
Astrojeoloji gezegenler, doğal uydular, asteroitler, kuyrukluyıldızlar, meteorlar gibi gök cisimlerinin jeolojisine ilişkin bir gezegenbilim disiplinidir. Astrojeolojinin sağladığı veriler, üzerinde yaşamın başlayabilmesi ve gelişebilmesi konusunda bir gezegen ya da uydunun sahip olduğu elverişli potansiyeli, yani gezegensel yaşanabilirliğini ölçebilmemizi sağlamaktadır. Astrojeolojinin bir ek disiplini jeokimyadır. Jeokimya ya da yerkimyası Dünya'nın ve diğer gezegenlerin kimyasal bileşimlerini, kaya ve toprakları etki altında tutan kimyasal süreç ve tepkileri, Dünya’nın kimyasal bileşenlerine ilişkin maddi ve enerjetik döngüleri ve bunların atmosfer ve hidrosfer ile etkileşimlerini yer ve zaman bakımından konu alan bir daldır. Bu daldaki bazı uzmanlık alanları kozmokimyayı, biyokimyayı ve organik jeokimyayı içerirler.
Fosiller Dünya’daki yaşamın bilinen en eski kanıtlarını sağlarlar. Bu buluntuların incelenmesiyle palentologlar Dünya’nın erken dönemlerinde ortaya çıkan organizma tiplerini daha iyi anlama olanağını bulurlar. Batı Avustralya’daki Pilbara ve Antarktika’daki McMurdo gibi Dünya’daki bazı bölgeler, Mars’taki bölgelere jeolojik olarak eş tutulmaktadır ve böylece bu bölgeler, Mars’ta geçmişte var olmuş yaşamı nasıl araştırabileceğimiz konusunda bizlere ipuçları sağlamaktadır.

MsXLabs Üye Girişi