Görsel: Düşük enerjili elektron etkisi etanol gibi yeni kompleks organik moleküllerin yaratılmasını sağlayabiliyor. Astrofiziksel ve olası gezegen modellerinde buzlar metan ve oksijen içerir. Bu maddelerin bazıları buzdan kaçarken, büyük bir kısmı da yüzey buzlarının içinde kalır.

İlk küçük organik moleküller Dünya'da ortaya çıkmış ve daha sonra da daha büyük ve karmaşık organik molekülleri oluşturmak üzere bir araya gelip kombinasyonlar üretmiş olabilirler. Bu organik moleküller de pek tabi istatistiki olarak da kimyasal olarak da mümkün olan proteinler ve karbonhidratlar olabilir. Ancak ikinci bir olasılığa göre de, kuvvetle muhtemel olarak bizim Güneş sistemimizde ama uzayda oluşmuş olmalarıdır.

Aralık 2017 tarihinde  Journal of Chemical Physics'te yayımlanan araştırmaya göre, bir takım küçük organik moleküller soğuk ve uzay-benzeri ortamlarda yüksek radyasyon etkisi altında oluşabiliyor. Bu veri de ikinci ihtimali doğal olarak artırırken, Kanada'da bulunan University of Sherbrooke araştırmacıları uzay ortamını bahsi geçen anlamda simüle etti ve bunun için de elektron atımları ile radyoaktif uyarıya maruz kalan metan ve oksijen içeren ince buz filmleri veya şeritleri oluşturdu.

Elektronlar veya diğer radyasyon formları bu moleküler buzlara temas ettiğinde, kimyasal reaksiyonlar gerçekleşiyor ve yeni moleküller oluşuyor. Elektron uyarımlı desorpsiyon (yüzeyden salınım) veya ESD olarak bilinen teknik, X-ray fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve sıcaklık programlı desorpsiyon (TPD) gibi ileri teknikler kullanılan çalışmada deneyler vakum altında yani havasız ortamda gerçekleştirildi.

Havasız ortam hem uzay kondüsyonlarının oluşturulması hem de başvurulan analiz tekniklerinin verimliliği için oldukça gerekli bir unsurdu. Donmuş, metan ve oksijen içeren filmler yine uzaysal ortamın taklit edilmesine katkı sağladı çünkü yoğun ve soğuk moleküler bulutların -ki bunlar yıldızlararası ortamda var olabilirler- toz granülleri etrafında farklı buz tipleri oluşabilmektedir. Böyle buzsu ortamlar güneş sistemi dışında, kuyruklu yıldızlar, asteroidler ve uydularda da bulunabilmektedir.

Uzaydaki tüm buzlu yüzeyler manyetik alan varlığında farklı formlarda radyasyona maruz kalır ve bu yüzden yıldızlarda rüzgarlarda kopan parçacıkların hızlanarak bu yüzeyi uyarması söz konusudur. Daha önce, bu şartlar altında gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar ultraviyole ve dieğer radyasyon etkileri altında çalışılmıştı. Ancak bu çalışma, ikincil elektronların rol aldığı reaksiyonlara ilk detaylı bakış özelliği taşıyor.

Bol miktarda elektron yüksek enerjili radyasyon ile, örneğin X-ışını, ağır parçacıklar gibi etkilerin madde ile temas etmesi ile üretilebilmektedir. Bu elektronlar düşük enerjili elektronlar veya LEE olarak bilinmektedir. Yine de sahip oldukları düşük enerji bile, kimyasal reaksiyonları uyaracak kadar güçlüdür.

Araştırma ekibi LEE'lere maruz kalan buz filmlerinde çok çeşitli küçük organik moleküllerin oluşabildiğini tespit etti. Propilen, asetilen, etan, donmuş metan bulunan buzlarda üretileibliyordu. Metan ve oksijenin donmuş ortamdaki karışımları LEE ile radyasyona maruz kaldığında ise direkt olarak etanol molekülünün oluştuğu gözlemlendi.

Yine küçük organik moleküllerin birçoğunun, metanol, asetik asit ve formaldehit gibi, varlığına dair de dolaylı kanıtlar bulundu. Bunlara ek olarak hem X-ray hem de düşük enerjili elektronlarla benzer sonuçlar elde edildi. Bu da yaşamın bir takım temel yapıtaşlarının, buzul yüzeylerindeki ikincil elektronların uyardığı kimyasal reaksiyonlarla üretilmiş olabileceği anlamına geliyor.

---

Kaynak: American Institute of Physics. "Life's building blocks observed in spacelike environment." ScienceDaily. ScienceDaily, 12 December 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171212125443.htm >.

Makale Referans: Sasan Esmaili, Andrew D. Bass, Pierre Cloutier, Léon Sanche, Michael A. Huels. Synthesis of complex organic molecules in simulated methane rich astrophysical ices. The Journal of Chemical Physics, 2017; 147 (22): 224704 DOI: 10.1063/1.5003898

---