Dolar 13,5906
Euro 15,3931
Altın 791,56
BİST 1.979,83
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 4 °C
Hafif Yağmurlu

90 Yıllık Bir Uzay Gizemini Çözmek: Kuyruklu Yıldızların Kafaları Neden Yeşildir

21.12.2021
79

Ekip bu gizemi bir vakum odası, birçok lazer ve güçlü bir kozmik reaksiyon yardımıyla çözdü.

90 Yıllık Bir Uzay Gizemini Çözmek: Kuyruklu Yıldızların Kafaları Neden Yeşildir

Kuiper Kuşağı ve Oort Bulutu, ara sıra buz, toz ve kayalardan oluşan galaktik kartoplarını yolumuza fırlatır: Güneş sisteminin oluşumundan kalan 4,6 milyar yıllık kalıntılar.

Bu kartopları ya da bildiğimiz şekliyle kuyruklu yıldızlar, gökyüzünü geçtiklerinde renkli bir başkalaşım geçirirler ve birçok kuyruklu yıldızın kafaları Güneş’e yaklaştıkça daha parlak hale gelen parlak yeşil bir renge dönüşür.

Ancak garip bir şekilde, bu yeşil gölge, kuyruklu yıldızın arkasından gelen bir veya iki kuyruğa ulaşmadan kaybolur.

Gökbilimciler, bilim adamları ve kimyagerler, neredeyse bir asırdır bu gizem karşısında şaşkına döndüler. 1930’larda fizikçi Gerhard Herzberg, fenomenin güneş ışığının diatomik karbonu (dikarbon veya C2 olarak da bilinir), güneş ışığı ile kuyruklu yıldızın kafasındaki organik madde arasındaki etkileşimden oluşan bir kimyasalı yok etmesinden kaynaklandığını teorileştirdi, ancak dikarbon kararlı olmadığı için, bu teorinin test edilmesi zor olmuştur.

20 Aralık 2021’de Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayınlanan UNSW Sidney liderliğindeki yeni bir çalışma, sonunda bu kimyasal reaksiyonu bir laboratuvarda test etmenin bir yolunu buldu ve bunu yaparken 90 yıllık teorinin doğru olduğunu kanıtladı.

UNSW Science’da kimya profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Timothy Schmidt, “Dikarbonun güneş ışığı tarafından parçalanma mekanizmasını kanıtladık” diyor.

“Bu, yeşil komanın çekirdeği çevreleyen bulanık gaz ve toz tabakasının neden bir kuyruklu yıldız Güneş’e yaklaştıkça küçüldüğünü ve ayrıca kuyruklu yıldızın kuyruğunun neden yeşil olmadığını açıklıyor.”

Gizemin merkezindeki kilit oyuncu olan dikarbon, hem son derece reaktif hem de birçok kuyrukluyıldıza yeşil rengini vermekten sorumludur. Birbirine yapışmış iki karbon atomundan oluşur ve yalnızca yıldızlar, kuyruklu yıldızlar ve yıldızlararası ortam gibi aşırı enerjik veya düşük oksijenli ortamlarda bulunabilir.

Dikarbon, Güneş’e yaklaşana kadar kuyruklu yıldızlarda bulunmaz. Güneş kuyruklu yıldızı ısıtmaya başlayınca buzlu çekirdekte yaşayan organik madde buharlaşarak komaya girer. Güneş ışığı daha sonra bu daha büyük organik molekülleri parçalayarak dikarbon oluşturur.

UNSW liderliğindeki ekip şimdi, kuyruklu yıldız Güneş’e daha da yaklaştıkça, aşırı UV radyasyonunun yakın zamanda oluşturduğu dikarbon moleküllerini “foto-çözülme” adı verilen bir süreçte parçaladığını gösterdi. Bu süreç, dikarbonu çekirdekten uzaklaşmadan önce yok eder, yeşil komanın daha parlak hale gelmesine ve küçülmesine neden olur ve yeşil rengin asla kuyruğa gelmemesini sağlar.

Bu kimyasal etkileşim, Dünya’da ilk kez burada incelenmiştir.

Çalışmanın baş yazarı ve eski UNSW Science Honors öğrencisi Jasmin Borsovszky, “1930’larda birinin, bunun nasıl olduğuna dair mekanizmanın ayrıntı düzeyine kadar muhtemelen olan şey olduğunu düşünmesini inanılmaz buluyorum ve 90 yıl sonra, neler olduğunu öğrendik” diyor.

“Herzberg inanılmaz bir fizikçiydi ve 1970’lerde Nobel Kimya Ödülü’nü kazandı. Teorikleştirdiği şeylerden birini kanıtlayabilmek oldukça heyecan verici.”

15 yıldır dikarbon üzerinde çalışan Prof. Schmidt, bulguların hem dikarbonu hem de kuyruklu yıldızları daha iyi anlamamıza yardımcı olduğunu söylüyor.

“Dikarbon, kuyruklu yıldızın çekirdeğinde donmuş daha büyük organik moleküllerin parçalanmasından gelir ve yaşamın bileşenleri olan moleküller türü” diyor.

“Ömrünü ve yıkımını anlayarak, kuyruklu yıldızlardan ne kadar organik maddenin buharlaştığını daha iyi anlayabiliriz. Bunun gibi keşifler bir gün diğer uzay gizemlerini çözmemize yardımcı olabilir.”

Başka hiçbir şeye benzemeyen bir lazer gösterisi

Bu bulmacayı çözmek için ekibin aynı galaktik kimyasal süreci Dünya üzerinde kontrollü bir ortamda yeniden yaratması gerekiyordu.

Bunu bir vakum odası, birçok lazer ve güçlü bir kozmik reaksiyon yardımıyla başardılar.

Prof. Schmidt, “Önce bir şişede saklanamayacak kadar reaktif olan bu molekülü yapmamız gerekiyordu” diyor. “Dükkanlardan satın alabileceğimiz bir şey değil.

Kuyruklu Yıldızların Kafaları Neden Yeşildir.

“Bunu, perkloretilen veya C2Cl4 olarak bilinen daha büyük bir molekülü alarak ve klor atomlarını (Cl) yüksek güçlü bir UV lazerle patlatarak yaptık.”

Yeni yapılmış dikarbon molekülleri, yaklaşık iki metre uzunluğundaki bir vakum odasındaki bir gaz ışını boyunca seyahat ederek gönderildi.

Ekip daha sonra dikarbona iki UV lazeri daha yöneltti: biri onu radyasyonla doldurmak, diğeri atomlarını tespit edilebilir kılmak için. Radyasyon çarpması dikarbonu parçalara ayırdı ve karbon atomlarını bir hız detektörüne fırlattı.

Ekip, hızlı hareket eden bu atomların hızını analiz ederek, karbon bağının gücünü yaklaşık 20.000’de bir olarak ölçebildi, bu en yakın santimetreye 200 metre ölçmek gibi.

Bayan Borsovszky, deneyin karmaşıklığı nedeniyle ilk gözlemlerini yapabilmelerinin dokuz ay sürdüğünü söylüyor.

“Vazgeçmek üzereydik” diyor. “Her şeyin uzayda ve zamanda tam olarak sıralandığından emin olmak çok uzun sürdü.

“Kelimenin tam anlamıyla üç lazerin hepsi görünmezdi, bu yüzden karanlıkta çok fazla bıçaklanma oldu.”

Prof. Schmidt, herhangi birinin bu kimyasal reaksiyonu ilk kez gözlemlediğini söylüyor.

1930’lara dayanan bir bilmeceyi çözmüş olmak son derece tatmin edici.”

Uzay gizemlerini çözme

Güneş sisteminde bilinen yaklaşık 3700 kuyruklu yıldız var, ancak milyarlarca daha olabileceğinden şüpheleniliyor. Ortalama olarak, bir kuyruklu yıldızın çekirdeği 10 kilometre genişliğindedir ancak koması genellikle 1000 kat daha büyüktür.

Parlak kuyruklu yıldızlar, onları görecek kadar şanslı olanlar için muhteşem gösteriler sergileyebilir. Ancak geçmişte kuyruklu yıldızlar Dünya için bundan daha fazlasını yapmış olabilir – aslında, yaşamın kökeniyle ilgili teorilerden biri, kuyruklu yıldızların bir zamanlar yaşamın yapı taşlarını kapımıza kadar getirdikleridir.

Çalışmaya dahil olmayan bir UNSW astrobiyoloğu ve jeologu olan Profesör Martin van Kranendonk, “Bu heyecan verici araştırma bize yıldızlararası uzaydaki süreçlerin ne kadar karmaşık olduğunu gösteriyor” diyor.

“Erken Dünya, yüzeyine çok daha karmaşık reaksiyonların gerçekleşmesine izin vererek, farklı karbon taşıyan moleküllerin karmakarışık bir şekilde yüzeyine teslim edildiğini deneyimleyecekti.”

Kuyruklu yıldızlardaki kayıp yeşil kuyruk olayı çözüldüğüne göre, uzay kimyasında uzman olan Prof. Schmidt, diğer uzay gizemlerini çözmeye devam etmek istiyor.

Daha sonra, yıldızlar arasındaki, bildiğimiz herhangi bir atom veya molekülle eşleşmeyen koyu çizgi desenleri, yaygın yıldızlararası bantları araştırmayı umuyor.

“Düzenli yıldızlararası bantlar, çözülmemiş oldukça büyük bir gizemdir” diyor. “Dünyaya gelen ışığın neden sık sık dişlerini kopardığını bilmiyoruz.

“Bu, henüz keşfetmediğimiz uzaydaki tuhaf şeylerin devasa envanterindeki bir gizem daha.”

Referans: “Photodissociation of dicarbon: How nature breaks an unusual multiple bond” by Jasmin Borsovszky, Klaas Nauta, Jun Jiang, Christopher S. Hansen, Laura K. McKemmish, Robert W. Field, John F. Stanton, Scott H. Kable, and Timothy W. Schmidt, 20 December 2021, Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2113315118

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.