Yaşayan bir gezegenin galaktik tarifi

En meşhur zehirlerin, aynı zamanda hayat için kilit maddelerden biri olduğunu biliyor muydunuz? Uzay kimyageri Karin Öberg'e katılın ve moleküler aktivitelerin ve yaşayan gezegenlerin oluşum merkezlerini tespit etmek için dünyanın en geniş radyo teleskopu ALMA'yı kullanarak bu çelişkili görünen kimyasalın arayışında evreni nasıl taradığını öğrenin.

Burada, hayatının bir noktasında
yıldızlara bakıp

"Sadece biz miyiz, yoksa başka
gezegenlerde bizimki gibi hayat var mı?"

diye düşünen tek

ben olmadığıma eminim.

Ama tahminimce bu soruyla,
kariyerini ona göre

şekillendirecek kadar takıntılı olan

tek kişi benim.

Devam edelim.

Bu soruya nasıl geliyoruz?

Yapmamız gereken ilk şey

gökyüzünden kendi gezegenimiz
Dünya'ya dönüp bakmak olacaktır.

Dünya'nın, içinde hayat olan bir
gezegen olmakla

ne kadar şanslı olduğunu bir düşünün.

En azından bir bakıma şanslı olmalı.

Güneş'e birazcık daha yakın veya

ondan çok az daha uzak olsaydık

Dünya'daki tüm sular ya kaynıyor
ya da buz tutmuş olacaktı.

Demek istediğim, bir gezegende
su olup olmadığı aşikâr değil.

Eğer kurak bir gezegenimiz olsaydı,

içinde bu kadar çok hayat olmazdı.

Hatta bugün sahip olduğumuz
tüm su önceden var olsaydı,

hayatı devam ettirmek için
doğru tür kimyasallar

o sulara eşlik etmeseydi,

sulak bir gezegenimiz olurdu,
ama ölü gibi bir gezegen.

İşlerin yolunda gitmeyeceği birçok
olasılık var,

peki ya yolunda gitme olasılıkları?

Bir gezegenin, en azından yaşam
kaynağına

sahip olabilmesi için gerekli olan

temel bileşenler ile oluşma
olasılığı nedir?

Hadi bunu birlikte keşfedelim.

Eğer yaşayan bir gezegeniniz
olsun istiyorsanız,

ihtiyacınız olan ilk şey

bir gezegendir.

(Gülüşmeler)

Ama her gezegen olmaz.

Muhtemelen daha özel ve dünyaya
benzer bir gezegene ihtiyacınız olacak.

Dağlık bir gezegen.

Bu sayede hem okyanus hem de kara olur

ve yıldızından ne çok uzakta ne de ona çok
yakında durmalı,

tam olması gereken ısıda olmalı.

Suyun sıvı kalabilmesi için
uygun sıcaklıkta.

Galaksimizde bu gezegenlerden
kaç tane var?

Son yılların en büyük keşiflerinden biri

gezegenlerin inanılmaz derecede
yaygın olduklarıdır.

Neredeyse her yıldızın etrafında
bir gezegeni vardır.

Bazı yıldızların daha fazla.

Bu gezegenler arasında,

yaklaşık yüzde birkaç tanesi
dünyaya yeterince benziyor

ve onları muhtemel yaşayan gezegenler
olarak sınıflandırıyoruz.

Galaksimizde yaklaşık 100 milyar
yıldız olduğunu düşünürsek,

doğru gezegeni bulmak o kadar da
zor değil aslında.

Yani bu, neredeyse bir milyar
muhtemel yaşayan gezegen demek.

Ama bu, doğru sıcaklıkta olması

veya tüm gerekli bileşene

sahip olması için yeterli değil.

Ayrıca doğru kimyasallara da
ihtiyacınız olacak.

Yaşayan bir gezegen yapmak
için ikinci ve önemli malzeme ise

bence oldukça sezgisel:

Su.

Tüm bunlardan sonra sıcaklığı suyu sıvı
halde tutmaya uygun olursa

gezegenimizi, muhtemel yaşayan
bir gezegen olarak tanımlarız.

Dünya'da hayat suya bağlıdır.

Ama daha genel olarak,

su, kimyasalların birleşme noktası
olmak için oldukça uygundur.

Çok özel bir sıvıdır.

Böylece ikinci temel malzememiz su.

Üçüncü malzeme ise, bence

biraz daha şaşırtıcı olabilir.

Bazı organik maddelere ihtiyacımız olacak,

çünkü organik hayat düşünüyoruz.

Biyomoleküller üretebilen

kimyasal bağların merkezinde
olduğu görülen

organik molekül ise hidrojen siyanürdür.

Bunun nasıl bir molekül
olduğunu bilenleriniz,

uzak durmanız gereken bir şey
olduğunu biliyorsunuz.

Anlaşılan o ki

sizler gibi gelişmiş yaşam
formlarınız için

gerçekten kötü olan şey

kimyayı başlatması açısından da bir
o kadar iyidir,

yaşamın kaynağına yol açan
doğru türde kimya için.

Şimdi ihtiyacımız olan üç
malzeme tamam:

Uygun sıcaklıktaki gezegen,

su ve hidrojen siyanür.

Bu üçü ne sıklıkta bir araya gelmeli?

İçinde su ve hidrojen siyanür olan

kaç gezegen var?

İdeal bir dünyada,

şimdi teleskoplarımızdan birini uygun
sıcaklıktaki bu gezegenlerden birine

çevirip kendimiz bakabilirdik.

Yalnızca "Bu gezegenlerde su ve
hidrojen siyanür var mı?"

Maalesef, bunu yapabilmek için
yeterince büyük teleskoplarımız yok.

Bazı gezegenlerin atmosferindeki
molekülleri tespit edebiliriz.

Ama bunlar genellikle yıldızlarına

oldukça yakında duran büyük gezegenlerdir.

Burada konuştuğumuz gibi

tam olması gereken gezegenler
gibi değil,

daha küçük ve uzaktalar.

Başka bir yol bulmamız lazım.

Düşündüğümüz ve daha sonra
takip ettiğimiz diğer bir fikir ise

gezegenler oluştuklarında içinde
bu moleküllerden var mı

diye bakmak yerine,

onlara, yeni gezegenler oluşturan
maddeler olarak bakmak.

Gezegenler, genç yıldızların çevresindeki
toz ve gaz yörüngelerinde oluşur.

Bu yörüngeler, maddelerini yıldızlararası
ortamdan alır.

Anlaşılan o ki, gökyüzüne bakıp
varoluşsal sorular sorarken

yıldızların arasında gördüğünüz boşluk,

göründüğü kadar boş değil.

Aslında gaz ve toz ile dolu,

bunlar bulutlar hâlinde bir araya gelir,

daha sonra bu yörüngeleri, yıldızları
ve gezegenleri oluşturmak için çökerler.

Bulutlara baktığımızda her zaman
gördüğümüz şeylerden biri de

sudur.

Bence suyu bize özel bir şey

olarak düşünme eğilimimiz var.

Su, evrendeki en yaygın
moleküllerden biridir,

bu yıldız ve gezegen oluşturan

bulutlar da dâhil.

Yalnızca bu da değil --

su oldukça güçlü bir moleküldür:

Yok etmek aslında o kadar basit değildir.

Yıldızlararası ortamda bulunan
bu suyun birçoğu

bulutlardan yörüngelere ve gezegenlere
olan tehlikeli yolculuğunda

hayatta kalacaktır.

Yani su tamamdır.

İkinci malzeme bir sorun çıkarmayacak.

Çoğu gezegen suya bir şekilde
erişim sağlayarak oluşacaktır.

Peki ya hidrojen siyanür?

Siyanürleri ve benzer diğer
organik molekülleri ayrıca

bu yıldızlararası bulutlarda da görüyoruz.

Ama burada, moleküllerin bulutlardan
yörüngelere giden yolda

hayatta kalacağından çok emin değiliz.

Bunlar daha hassas ve narinler.

Yani eğer bu hidrojen siyanürü
yeni oluşan gezegenlerin

etrafında konumlandığını bileceksek,

onu gerçekten yörüngenin kendisinde
görmemiz gerek,

gezegen oluşturan yörüngelerde.

Yaklaşık on yıl önce,

bu hidrojen siyanüre ve gezegen
oluşturan yörüngelerdeki

diğer molekülleri aramak için
bir program başlattım.

Bulduğumuz sonuç işte bu.

İyi haber, bu altı görüntüdeki

parlak pikseller, bu şekilde görmemizi
sağlayan teleskopumuza göre

yüzlerce ışık yılı uzakta

gezegen oluşturan yörüngelerdeki

hidrojen siyanürden

kaynaklanan salınımı gösteriyor.

Çok iyi haber ise

bu yörüngelerin içinde gerçekten
hidrojen siyanür var.

Sonuncu ve anlaşılması en
zor olan malzeme.

Kötü haber ise yörüngenin neresinde
olduğunu bilmiyoruz.

Bunlara bakılırsa,

yani kimse bunların güzel görüntüler
olduğunu söyleyemez,

onları çektiğimizde bile
bize güzel gelmediler.

Piksel boyutunun oldukça büyük
olduğunu görüyorsunuz,

aslında bu yörüngelerin kendisinden
bile daha büyük.

Buradaki her piksel,

güneş sistemimizden daha büyük
bir şey ifade ediyor.

Bu da şu anlama geliyor:

Hidrojen siyanürün yörüngenin neresinden
geldiğini bilmiyoruz.

Bu bir sorun,

çünkü uygun sıcaklıktaki bu gezegenler

her yerde hidrojen siyanüre
ulaşamıyorlar.

Ulaşabilmeleri için toplandıkları

yere çok yakında olmaları gerekli.

Sadede gelecek olursak, bunu benzer
bir örnek üzerinden düşünelim,

Amerika'da selvi ağacı yetiştirme
ile ilgili bir örnek.

Varsayalım ki

Avrupa'dan yeni döndünüz,

orada çok güel İtalyan selvi
ağaçları gördünüz

ve şunu anlamlandırmak istiyorsunuz:

Onları Amerika'ya getirmek mantıklı mı?

Burada selvi ağacı yetiştirebilir misiniz?

Selvi uzmanlarıyla konuştunuz

ve aslında burada, Amerika boyunca uzanan

ne çok sıcak ne de çok soğuk bir
bölge olduğunu söylediler.

Ayrıca bu gibi yüksek çözünürlüklü güzel
bir haritanız veya görüntünüz varsa,

bu selvi ağacı bölgesinin aslında
yeşil ve verimli geniş

ormanlık alan ile örtüştüğünü
gözlemlemek çok basit.

Haritayı biraz bozsam,

çözünürlüğünü iyice azaltsam bile,

yine de bu bölge ile örtüşen

verimli arazi olacağını söylemek mümkün.

Peki ya tüm Amerika

tek bir piksele sığdırılırsa?

Çöünürlük bu kadar düşük olursa,

O zaman ne yaparsınız?

Şimdi Amerika'da selvi yetiştip
yetiştiremeyeceğinizi nasıl söylersiniz?

Cevap 'hayır' olacak.

Tabii ki de burada verimli bir arazi var,

yoksa pikseldeki o yeşil tonu
göremezdiniz.

Ama o yeşil tonun doğru

yerde olduğunu söylemenin yolu yok.

İşte bu da bu hidrojen siyanür
yörüngelerinin tek pikselli

fotoğraflarıyla karşılaştığımız

problemin ta kendisi.

İhtiyacımız olan buna benzer bir şey,

en azından az önce size gösteriğim
düşük çözünürlüklü haritalar.

Böylece, hidrojen siyanürün nerede
olduğunu ve gezegenlerin oluşurken ona

ulaşabileceği bir örtüşme
olup olmadığını söyleyebiliriz.

Birkaç yıl önce Şili'nin kuzeyindeki

bu yeni, muhteşem teleskop ALMA,

Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı
Dizisi,

imdadımıza yetişti.

ALMA birçok farklı yönden muhteşem

fakat odaklanacağım şey

gördüğünüz gibi bunu bir teleskop
olarak adlandırıyorum.

Ama aslında siz burada birçok
çanak görüyorsunuz.

Bu, 66 ayrı çanaktan oluşan,

birlik içinde çalışan bir teleskop.

Bu şu anlama geliyor:

Bu teleskopun büyüklüğü, çanakları
birbirinden

uzağa koyabildğiniz kadardır.

ALMA'nın durumunda bu uzaklık
birkaç km'dir.

Yani 1.6 km'den daha uzun
bir teleskopunuz var.

Bu kadar büyük bir teleskopunuz olduğunda,

gerçekten çok küçük olan şeyleri
yakınlaştırabilirsiniz,

gezegen oluşturan yörüngelerdeki
hidrojen siyanürün haritasını yapmak gibi.

ALMA birkaç yıl önce hizmete açıldığında,

onu kullanmak için önerdiğim ilk
fikirlerden biri de buydu.

Peki ya bir yörüngedeki hidrojen siyanür
haritası nasıl görünür?

Hidrojen siyanür doğru konumda mı?

Cevap 'evet'.

Bu harita.

Hidrojen siyanür salınımının yörünge
boyunca yayıldığını görüyorsunuz.

Her şeyden önce, neredeyse
her yerde bundan var,

ki bu çok iyi bir haber.

Ama çok daha parlak bir salınım var,

yıldızın yakınından yörüngenin
merkezine doğru gidiyor.

Bu da onu tam olarak görmek
istediğimiz yer.

Bu alan, gezegenlerin oluştuğu
yere yakın.

Bir yörüngeye doğru giden tek
şey bu değil --

burada üç tane daha örnek var.

Hepsinin aynı şeyi gösterdiğini
görebilirsiniz --

yıldızın merkezine yakın bir yerden gelen

fazla miktarda hidrojen siyanür salınımı.

Doğruyu söylemek gerekirse, bunu
her zaman görmeyiz.

Tam tersini gördüğümüz yörüngeler de var,

merkeze doğru olan salınımında
bir delik olanlar.

Bu görmek istediğimiz şeyin tam
tersi, öyle değil mi?

Gezegenlerin oluştuğu yerin etrafında

hidrojen siyanür varsa, burası araştırma
yapabileceğimiz yer değil demektir.

Ama çoğu durumda

sadece hidrojen siyanürü tespit etmiyoruz,

ayrıca doğru konumunu tespit ediyoruz.

Tüm bunlar ne anlama geliyor?

Başta da söylediğim gibi,

uygun sıcaklıktaki bu gezegenlerden
fazlasıyla var,

belki bir milyar kadar.

Eğer doğru malzemeler sağlanırsa

bu gezegenlerde hayat olabilir.

Ayrıca her zaman düşünüyoruz ki,

orada doğru malzemelerimiz --

yani su ve hidrojen siyanür var.

Ayrıca orada, siyanürlerden gelen

diğer organik moleküller de olacak.

Bu, yaşam için en temel malzemeleri
barındıran gezegenlerin

galaksimizde inanılmaz bir şekilde yaygın
olma olasılığını gösteriyor.

Yaşamın olabilmesi için gereken her şey

temel malzemelere sahip olmak,

böylece orada birçok yaşayan
gezegen olabilir.

Tabii bu biraz zor.

Gelecek yılların hem astronomi

hem de kimya açısından zorluğu olarak

sadece ne zaman

muhtemel yaşayan bir gezegene
sahip olmaktan

gerçekten yaşayan bir gezegene sahip
olmaya gideceğimizi anlamak diyebilirim.

Teşekkürler.

(Alkışlar)