Cambridge Üniversitesi araştırmacıları, kuyruklu yıldızların yaşamın moleküler yapı taşlarını galaksideki gezegenlere, özellikle de gezegenlerin birbirine yakın yörüngede döndüğü ‘bakladaki bezelye’ sistemlerine nasıl taşıyabileceğini gösterdi.
Cambridge araştırmacıları, kuyruklu yıldızların yaşamın yapı taşlarını diğer gezegenlere, özellikle de “kabuktaki bezelye” sistemlerinde taşıyabileceğini öne sürüyor. Bulguları, bu moleküllerin yakın yörüngedeki komşuları olan gezegenlerde hayatta kalabileceğini ve dünya dışı yaşam arayışına yeni bakış açıları sunduğunu gösteriyor.
Yaşamın moleküler yapı taşları nasıl Dünya’ya geldi? Uzun süredir devam eden teorilerden biri, bunların kuyruklu yıldızlar tarafından gönderilmiş olabileceğidir. Şimdi, Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, kuyruklu yıldızların benzer yapı taşlarını galaksideki diğer gezegenlere nasıl bırakabildiğini gösterdi.
Kuyruklu Yıldız Hızının ve ‘Kapsüldeki Bezelye’ Sistemlerinin Rolü
Organik maddeyi iletmek için kuyruklu yıldızların nispeten yavaş, saniyede 15 kilometrenin altındaki hızlarda hareket etmesi gerekiyor. Daha yüksek hızlarda temel moleküller hayatta kalamaz; çarpmanın hızı ve sıcaklığı onların parçalanmasına neden olur.
Kuyruklu yıldızların doğru hızda seyahat edebileceği en muhtemel yer, bir grup gezegenin birbirine yakın yörüngede döndüğü ‘bir kabuktaki bezelye’ sistemleridir. Böyle bir sistemde kuyruklu yıldız esasen bir gezegenin yörüngesinden diğerine geçerek onu yavaşlatabilir veya “sıçrayabilir”.
Yeterince yavaş hızlarda kuyruklu yıldız bir gezegenin yüzeyine çarpacak ve araştırmacıların yaşamın öncüsü olduğuna inandığı bozulmamış molekülleri ortaya çıkaracak. Sonuçlar 15 Kasım’da açıklandı. Kraliyet Topluluğu A Tutanaklarıeğer kuyruklu yıldız teslimatı yaşamın kökenleri açısından önemliyse, bu tür sistemlerin Güneş Sistemimiz dışında yaşam aramak için umut verici yerler olabileceğini öne sürüyor.
Kuyrukluyıldızlar: Prebiyotik Moleküllerin Taşıyıcıları
Kuyruklu yıldızların, prebiyotik moleküller olarak bilinen, yaşamın çeşitli yapı taşlarını içerdiği bilinmektedir. Örneğin, 2022’de analiz edilen Ryugu asteroitinden alınan örnekler, onun sağlam bir şekilde taşındığını gösterdi. amino asitler ve B3 vitamini. Kuyruklu yıldızlar ayrıca bir diğer önemli prebiyotik molekül olan hidrojen siyanürü (HCN) de büyük miktarlarda içerir. HCN’nin güçlü karbon-nitrojen bağları, onu yüksek sıcaklıklara karşı daha dayanıklı hale getiriyor, bu da potansiyel olarak atmosferik girişe dayanabileceği ve bozulmadan kalabileceği anlamına geliyor.
Cambridge Astronomi Enstitüsü’nden baş yazar Richard Anslow, “Dış gezegenlerin atmosferleri hakkında her zaman daha fazla şey öğreniyoruz, bu nedenle karmaşık moleküllerin kuyruklu yıldızlar tarafından da taşınabileceği gezegenler olup olmadığını görmek istedik” dedi. “Dünya’da yaşama yol açan moleküllerin kuyruklu yıldızlardan gelmiş olması mümkün; dolayısıyla aynı şey galaksinin başka yerlerindeki gezegenler için de geçerli olabilir.”
Araştırmacılar, kuyruklu yıldızların Dünya’daki veya başka bir gezegendeki yaşamın kökeni için gerekli olduğunu iddia etmiyorlar; bunun yerine, HCN gibi karmaşık moleküllerin kuyruklu yıldızlar tarafından başarılı bir şekilde taşınabileceği gezegen türlerine bazı sınırlamalar getirmek istiyorlar.
Kuyruklu Yıldız Yolları ve Güneş Sistemlerinin Etkisi
Güneş Sistemimizdeki kuyruklu yıldızların çoğu Dünya’nın yörüngesinin ötesinde yer alıyor. Neptünolarak bilinen şeyde Kuiper Kuşağı. Kuyruklu yıldızlar veya diğer Kuiper Kuşağı nesneleri (KBO’lar) çarpıştığında, Neptün’ün yerçekimi tarafından Güneş’e doğru itilebilirler ve sonunda Güneş’e doğru çekilirler. Jüpiteryerçekimi. Bu kuyruklu yıldızlardan bazıları Asteroit Kuşağı’nı geçip iç Güneş Sistemi’ne doğru ilerliyor.
Anslow, “Dünya şu anda yaşamı destekleyen tek gezegen örneğimiz olduğu için teorilerimizi bizimkine benzeyen gezegenler üzerinde test etmek istedik” dedi. “Ne tür kuyruklu yıldızlar, ne tür hızlarda hareket ederek, bozulmamış prebiyotik moleküller sunabilir?”
Çeşitli matematiksel modelleme tekniklerini kullanan araştırmacılar, kuyruklu yıldızların yaşam için öncü molekülleri sağlamalarının mümkün olduğunu, ancak yalnızca belirli senaryolarda mümkün olduğunu belirlediler. Kendi Güneşimize benzer bir yıldızın yörüngesinde dönen gezegenler için gezegenin düşük kütleli olması gerekir ve gezegenin sistemdeki diğer gezegenlere yakın yörüngede olması faydalıdır. Araştırmacılar, yakın yörüngelerdeki yakın gezegenlerin, tipik hızların çok daha yüksek olduğu düşük kütleli yıldızların etrafındaki gezegenler için çok daha önemli olduğunu buldu.
Böyle bir sistemde, bir kuyruklu yıldız bir gezegenin çekim kuvvetiyle çekilip çarpmadan önce başka bir gezegene geçebilir. Eğer bu ‘kuyruklu yıldız geçişi’ yeterince sık gerçekleşirse, kuyruklu yıldız yeterince yavaşlayacak ve böylece bazı prebiyotik moleküller atmosferik girişte hayatta kalabilecektir.
Anslow, “Bu sıkı bir şekilde paketlenmiş sistemlerde, her gezegenin bir kuyruklu yıldızla etkileşime girme ve onu yakalama şansı var” dedi. “Bu mekanizmanın, prebiyotik moleküllerin gezegenlere nasıl ulaştığıyla ilgili olması mümkün.”
M-cüceler gibi düşük kütleli yıldızların etrafında yörüngede bulunan gezegenler için, özellikle gezegenler gevşek bir şekilde paketlenmişse, karmaşık moleküllerin kuyruklu yıldızlar tarafından iletilmesi daha zor olacaktır. Bu sistemlerdeki kayalık gezegenler aynı zamanda önemli ölçüde daha fazla yüksek hızlı darbelere maruz kalıyor ve potansiyel olarak bu gezegenlerdeki yaşam için benzersiz zorluklar yaratıyor.
Dünya Dışı Yaşam Arayışına İlişkin Çıkarımlar
Araştırmacılar, sonuçlarının Güneş Sistemi dışında yaşamın nerede aranacağını belirlemede faydalı olabileceğini söylüyor.
Anslow, “Farklı başlangıç senaryolarını test etmek için kullanabileceğimiz sistem türlerini belirlemeye başlayabilmemiz heyecan verici” dedi. “Bu, Dünya’da halihazırda yapılmış olan harika çalışmalara bakmanın farklı bir yolu. Çevremizde gördüğümüz muazzam yaşam çeşitliliğine hangi moleküler yollar yol açtı? Aynı yolların bulunduğu başka gezegenler var mı? En temel sorulardan bazılarını incelemek için astronomi ve kimyadaki ilerlemeleri birleştirebilmek heyecan verici bir zaman.”
Referans: “Kuyruklu yıldızlar kayalık ötegezegenlere prebiyotik moleküller taşıyabilir mi?” RJ Anslow, A. Bonsor ve PB Rimmer, 15 Kasım 2023. Royal Society Bildirileri A Matematiksel Fizik ve Mühendislik Bilimleri.
DOI: 10.1098/rspa.2023.0434
Araştırma kısmen Kraliyet Topluluğu ve Birleşik Krallık Araştırma ve İnovasyon’un (UKRI) bir parçası olan Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) tarafından desteklendi. Richard Anslow, Cambridge’deki Wolfson College üyesidir.