Buzlu Okyanus Dünyalarındaki Potansiyel Yaşama Termodinamik Bakış

Mezunumuz Dr. Seda Işık’ın uluslararası bir ekiple gerçekleştirdiği astrobiyoloji araştırması, Güneş Sistemi’nin uzak bölgelerindeki yaşam arayışında termodinamik bir bakışla değerli bulgular sundu. Çalışma, NASA/JPL tarafından “Planetary Science Highlight” olarak seçildi.

İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü Yer Sistem Bilimi Programı’nda doktorasını tamamlayan Dr. Seda Işık, danışmanı Dr. Öğr. Üyesi Nazlı Olğun Kıyak liderliğinde yürüttüğü doktora araştırmasıyla dünya dışı yaşam arayışında kimyasal bulguların yorumlanması açısından önemli sonuçlar elde etti. Araştırma Amerikan Uzay Ajansı Jet İtki Laboratuvarı (NASA/JPL/Caltech) ve Max Planck Güneş Sistemi Araştırmaları Enstitüsünden araştırmacıların katılımıyla ve TÜBİTAK 1002 desteğiyle gerçekleştirildi.

Araştırma, Güneş Sistemindeki “buzlu okyanus dünyaları” olarak tanımlanan uyduların iç okyanuslarında yaşamı destekleyebilecek kimyasal süreçlerin termodinamik uygunluğunu ortaya koymayı hedefliyor.

Uzak uyduların okyanuslarında Dünya’dakine benzer enerji darboğazı

Jüpiter’in Europa ve Ganymede, Satürn’ün Enceladus ve Titan gibi uydularındaki iç okyanusların var olduğu ve bu okyanusların ekstrem koşullara sahip olduğu düşünülüyor. Ekip canlıların metabolizmasında temel rol oynayan Sitrik Asit Döngüsü’nün (TCA/Krebs döngüsü) bu ekstrem koşullarda çalışıp çalışamayacağını modellemeler kullanarak inceledi.

Bulgular, bazı TCA ara ürünlerinin (ör. sitrat, süksinat) oluşabildiğini; ancak fumarat ve oksaloasetat gibi bileşiklerin oluşumunun termodinamik olarak dezavantajlı olduğunu gösterdi. Bu durum, döngünün çalışması için dışsal enerji girdisine ihtiyaç duyulabileceğini ortaya koyuyor. Benzer bir enerji darboğazının Dünya’daki Atlas Okyanusu’nun Orta Atlantik Sırtında yer alan Lost City Hidrotermal Alanı gibi yaşam barındıran yerlerde de gözlendiği vurgulanıyor.

Çalışma ayrıca, yaşam öncesi kimyasal süreçlerin de bu döngüyü destekleyebileceğini, örneğin piruvat ve asetat gibi basit organik moleküllerin kararlı kalabildiğini gösterdi. Modellemeler, NASA Cassini misyonu verileri ve laboratuvar deneyleri ile desteklenerek güvenilirliğini artırıyor.

NASA/JPL tarafından "Planetary Science Highlight" olarak seçilen bulgular, Güneş Sistemi'ndeki buzlu okyanus dünyalarını keşfedecek gelecekteki uzay misyonları için kritik bir referans noktası oluşturuyor. Bu çalışmanın sonuçları, öncü keşif programlarından elde edilecek kimyasal kompozisyon verilerinin doğru yorumlanmasında yardımcı olmayı hedefliyor. (Avrupa Uzay Ajansının (ESA) Jüpiter'in uyduları Europa ve Ganymede'i araştıracak JUICE misyonu, NASA'nın Europa Clipper misyonu ve Satürn'ün uydusu Titan'a gönderilecek Dragonfly misyonu gibi)

Araştırma, yaşamın kimyasal imzalarını sadece Dünya'da değil, Güneş Sistemi'nin uzak ve gizemli köşelerinde de tespit etmeyi hedefleyen astrobiyoloji alanına değerli bir bilimsel katkı sunarak bu büyüleyici arayışta yeni ufuklar açıyor.

Çalışma, Amerikan Kimya Derneğinin prestijli ACS Earth and Space Chemistry dergisinde yayımlandı. Yayına erişmek için: https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.4c00371