İki göktaşı uzaya ayrıntılı bir bakış sağlıyor

Kayan bir yıldız gördüyseniz, aslında Dünya’ya gelmekte olan bir meteor görmüş olabilirsiniz. Buraya düşenlere göktaşı denir ve zamanda geriye, uzayın uzak köşelerine veya yaşamın ilk yapı taşlarına göz atmak için kullanılabilirler. Bugün, bilim adamları iki göktaşının organik maddesinin şimdiye kadarki en ayrıntılı analizlerinden bazılarını rapor ediyor. Beklediklerinden daha fazla miktarda oksijen atomu içeren on binlerce moleküler “bulmaca parçası” belirlediler.

Araştırmacılar sonuçlarını American Chemical Society’nin (ACS) bahar toplantısında sunacaklar. ACS İlkbahar 2023, 26-30 Mart tarihlerinde sanal olarak ve yüz yüze yapılan karma bir toplantıdır.

Daha önce, Ph.D. Alan Marshall liderliğindeki ekip, petrol de dahil olmak üzere Dünya’da bulunan karmaşık organik madde karışımlarını araştırdı. Ama şimdi dikkatlerini gökyüzüne ya da kendilerinden düşen şeylere çeviriyorlar. Ultra yüksek çözünürlüklü kütle spektrometrisi (MS) teknikleri, evren hakkında yeni bilgiler ortaya çıkarmaya başlıyor ve nihayetinde yaşamın kökenine bir pencere sağlayabilir.

Toplantıda çalışmayı sunan lisansüstü öğrenci Joseph Frye-Jones, “Bu analiz bize, ‘uzay yolculuğu yapan’ bir tür olarak ilerledikçe neyle karşılaşacağımız konusunda bize bir fikir veriyor” diyor. Hem Marshall hem de Frye-Jones, Florida Eyalet Üniversitesi’nde ve Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı’nda.

Her yıl binlerce göktaşı Dünya’ya düşer, ancak yalnızca birkaçı en organik veya karbon içeren malzemeyi içeren uzay kayası kategorisi olan “karbonlu kondritlerdir”. En ünlülerinden biri, 1969’da Avustralya’ya düşen ve o zamandan beri kapsamlı bir şekilde incelenen “Murchison” göktaşıdır. Daha yeni bir giriş, 2019’da Kosta Rika’da düşen, arka verandalardan ve hatta bir köpek kulübesinden parçaları yere düşerken patlayan, görece keşfedilmemiş “Aguas Zarcas”. Araştırmacılar, bu göktaşlarının organik yapısını anlayarak, kayaların nerede ve ne zaman oluştuğu ve uzayda yaptıkları yolculukta neyle karşılaştıkları hakkında bilgi edinebilirler.

Bilim adamları, göktaşları üzerindeki karmaşık molekül karmaşasını anlamlandırmak için MS’e döndüler. Bu teknik, bir numuneyi küçük parçacıklara ayırır, ardından temel olarak her birinin kütlesini bir tepe noktası olarak gösterir. Bilim adamları, zirvelerin toplanmasını veya spektrumu analiz ederek orijinal örnekte ne olduğunu öğrenebilirler. Ancak birçok durumda, spektrumun çözünürlüğü, bilinmeyen bileşenler hakkında bilgi sağlamaktan ziyade, zaten orada olduğu varsayılan bir bileşiğin varlığını doğrulamak için yeterince iyidir.

“Ultra yüksek çözünürlüklü” MS olarak da bilinen Fourier dönüşümü iyon siklotron rezonans (FT-ICR) MS’nin devreye girdiği yer burasıdır. İnanılmaz derecede karmaşık karışımları çok yüksek düzeyde çözünürlük ve doğrulukla analiz edebilir. Özellikle petrol gibi karışımları veya bir göktaşından çıkarılan karmaşık organik materyali analiz etmek için çok uygundur. Frye-Jones, “Bu cihazla, gerçekten her şeye birçok türde örnekle bakma kararına sahibiz” diyor.

Araştırmacılar organik materyali hem Murchison hem de Aguas Zarcas göktaşı örneklerinden çıkardılar ve ardından ultra yüksek çözünürlüklü MS ile analiz ettiler. Amino asitler gibi bir seferde yalnızca belirli bir molekül sınıfını analiz etmek yerine, tüm çözünür organik maddelere bir kerede bakmayı seçtiler. Bu, ekibe analiz etmesi için her göktaşı için 30.000’den fazla tepe noktası sağladı ve bunların %60’ından fazlasına benzersiz bir moleküler formül verilebildi. Frye-Jones, bu sonuçların Aguas Zarcas göktaşı üzerindeki bu türden ilk analizi ve Murchison’daki en yüksek çözünürlüklü analizi temsil ettiğini söylüyor. Aslında, bu ekip daha önce eski göktaşı için rapor edilenden neredeyse iki kat daha fazla moleküler formül tanımladı.

Veriler belirlendikten sonra, oksijen veya kükürt içerip içermedikleri veya potansiyel olarak bir halka yapısı veya çift bağ içerip içermedikleri gibi çeşitli özelliklere dayalı olarak benzersiz gruplara ayrıldı. Bileşikler arasında büyük miktarda oksijen içeriği bulduklarında şaşırdılar. Marshall, “Oksijen içeren organiklerin göktaşlarının büyük bir parçası olduğunu düşünmüyorsunuz,” diye açıkladı.

Araştırmacılar bundan sonra dikkatlerini çok daha değerli iki örneğe çevirecekler: sırasıyla 1969 ve 1971’deki Apollo 12 ve 14 görevlerinden birkaç gram ay tozu. Bu numuneler, Marshall’ın 1970’lerin başındaki FT-ICR MS’yi icat etmesinden önceye dayanmaktadır. Enstrümantasyon, o zamandan beri on yıllar içinde çok yol kat etti ve şimdi bu tozları analiz etmek için mükemmel bir şekilde hazır. Ekip yakında göktaşı analizlerinden elde ettikleri sonuçları ay örneklerinden elde ettikleri verilerle karşılaştıracak ve ay yüzeyinin nereden geldiği hakkında daha fazla bilgi edinmeyi umuyor. Marshall, “Metetaşlarından mıydı? Güneş radyasyonu mu? Yakında buna biraz ışık tutabiliriz,” diyor Marshall.