Sidney'de bir doktora öğrencisi, kulağa oldukça ayrıntılı bir ev kimyası projesi gibi gelen bir şeyi başardı: laboratuvar şişesinde evrenin küçük bir parçasını yeniden yaratarak sıfırdan kozmik toz üretmek. Deney, yaşamla ilişkili bazı kimyasal bileşenlerin Dünya oluşmadan önce nasıl gelişmiş olabileceğine dair yeni ipuçları sunuyor.
Sidney Üniversitesi'nde malzeme ve plazma fiziği alanında doktora adayı olan Linda Losurdo, yıldızlar ve süpernova kalıntıları yakınında bulunan enerjik koşulları simüle etmek için nitrojen, karbondioksit ve asetileni birleştirdi. Ardından gazları güçlü bir elektrik yüküne maruz bıraktı. Süreç, yıldızlararası uzayda süzülen ve kuyruklu yıldızlar, asteroitler ve göktaşlarının içinde korunan malzemeye benzeyen karbonca zengin toz yarattı. Bulgular, Amerikan Astronomi Derneği'nin The Astrophysical Journal dergisinde yayınlandı.
Laboratuvar tozu, yaşam için önemli kabul edilen birçok organik maddede bulunan, topluca CHON molekülleri olarak bilinen karmaşık karbon, hidrojen, oksijen ve nitrojen kombinasyonlarını içeriyor. Losurdo, "Artık bir asteroit veya kuyruklu yıldızın Dünya'ya gelmesini beklemek zorunda değiliz" dedi. "Laboratuvarda analog ortamlar oluşturabilir ve kızılötesi parmak izlerini kullanarak yapılarını tersine mühendislikle çözebilirsiniz." Ekledi: "Sanki laboratuvarımızda bir şişede Evren'in küçük bir parçasını yeniden yarattık."
Uzayda, kozmik toz, moleküllerin tekrar tekrar iyonlar ve elektronlar tarafından vurulduğu, giderek daha karmaşık malzemeler oluşturan kimyasal reaksiyonları tetiklediği aşırı koşullar altında gelişir. Gökbilimciler, yaydıkları kızılötesi ışığı inceleyerek farklı kozmik toz türlerini tanımlar - kimyasal yapıyı ortaya çıkaran moleküler parmak izleri. Losurdo'nun laboratuvar örnekleri, uzayda görülen aynı ayırt edici kızılötesi imzaları üretti; bu da deneyin gerçek kozmik süreçleri yakından yeniden ürettiğini gösteriyor.
Dünya'da yaşamın nasıl başladığı, bilimin en büyük cevaplanmamış sorularından biri olmaya devam ediyor. Araştırmacılar, ilk organik moleküllerin genç gezegende mi oluştuğu, kuyruklu yıldızlar ve göktaşlarıyla mı geldiği, güneş sistemi henüz şekillenirken mi teslim edildiği yoksa bunların bir kombinasyonunun mu sonucu olduğunu araştırıyor. Yaklaşık 4,56 milyar ila 3,5 milyar yıl önce, göktaşları, mikro göktaşları ve gezegenler arası toz parçacıkları Dünya'ya defalarca çarparak büyük miktarlarda organik malzeme taşıdı. Ancak, bu malzemenin nerede oluştuğu ve hangi süreçlerin onu yarattığı hala belirsiz.
Losurdo, "Kuyruklu yıldız ve asteroit malzemesindeki kovalent bağlı karbon ve hidrojenin, yıldızların dış zarlarında, süpernova gibi yüksek enerjili olaylarda ve yıldızlararası ortamlarda oluştuğuna inanılıyor" dedi. "Anlamaya çalıştığımız şey, kozmik toz ve göktaşlarında gördüğümüz karmaşık organik yapılara tüm CHON elementlerini dahil eden spesifik kimyasal yollar ve koşullar."
Losurdo, deneyi danışmanı Profesör David McKenzie ile gerçekleştirdi. İlk olarak cam tüplerden havayı çıkarmak için bir vakum pompası kullanarak neredeyse boşluk yarattılar. Ardından tüpleri nitrojen, karbondioksit ve asetilenle doldurdular. Yaklaşık bir saat boyunca, gaz karışımı yaklaşık 10.000 voltluk bir elektrik potansiyeline maruz bırakılarak bir parıltı deşarj plazması oluşturuldu. Yoğun enerji, orijinal molekülleri parçaladı ve bileşenleri daha büyük, daha karmaşık kimyasal yapılara yeniden birleşti. Yeni oluşan malzeme, tüplerin içindeki silikon çiplere yerleşerek ince bir toz tabakası bıraktı - bazı örneklerde kozmik malzemenin ışıltılı parçalarını andırıyordu.
McKenzie, bu tozu Dünya'da üretmenin bilim insanlarına uzayda doğrudan kolayca incelenemeyen koşullara erişim sağladığını söyledi. "Kozmik tozu laboratuvarda yaparak, uzayda toz oluştuğunda iyon çarpmalarının yoğunluğunu ve sıcaklıkları keşfedebiliriz" dedi. "Bu, kozmik toz bulutlarının içindeki ortamları anlamak istiyorsanız önemlidir."