Yaşamın İki Temel Taşı: Karbon ve Su
Dünya üzerindeki bütün canlılar, görünüşleri ve yaşam biçimleri ne kadar farklı olursa olsun, ortak bir kimyasal temel üzerinde yükselir. Bir insanın beyni, bir ağacın gövdesi, bir kuşun kanadı ya da okyanusların derinliklerinde yaşayan mikroskobik canlılar, temelde aynı kimyasal prensiplere bağlıdır. Bugün bildiğimiz yaşamın merkezinde iki temel unsur bulunmaktadır; karbon ve su. Bu nedenle bilim insanları uzayda yaşam ararken öncelikle bu iki bileşenin izini sürmektedir.
Karbon, yaşamın yapı taşıdır. Bunun nedeni karbon atomunun aynı anda dört farklı kimyasal bağ kurabilmesi ve son derece karmaşık moleküller oluşturabilmesidir. Proteinler, karbonhidratlar, yağlar, enzimler ve DNA gibi yaşamın temel bileşenleri karbon temelli moleküllerden meydana gelir. Eğer yaşam bir bina olarak düşünülürse karbon bu binanın tuğlalarıdır.
Ancak tuğlalar tek başına bir bina oluşturamayacağı gibi karbon da tek başına yaşam yaratamaz. Bu noktada su devreye girer. Hücrelerin içindeki kimyasal reaksiyonların neredeyse tamamı su ortamında gerçekleşir. Besinlerin taşınması, enerji üretimi, proteinlerin çalışması ve DNA’nın yapısının korunması suyun varlığına bağlıdır. Bu nedenle bilim insanları başka dünyalarda yaşam ararken sık sık “suyu takip et” ilkesinden söz ederler.
Peki karbon ve su yalnızca Dünya’da mı vardır?
Hayır. Bugün artık biliyoruz ki karbon içeren moleküller ve su, evrende düşündüğümüzden çok daha yaygındır.Burada önce Güneş Sistemi'nin ne olduğunu kısaca açıklamak gerekir. Güneş Sistemi, merkezinde Güneş'in bulunduğu ve Dünya'nın da içinde yer aldığı gezegenler, uydular, asteroitler ve kuyruklu yıldızlardan oluşan büyük bir gök ailesidir. Dünya, Mars, Jüpiter ve Satürn gibi gezegenlerin tamamı Güneş'in çevresinde dönmektedir. İnsanlığın bugüne kadar doğrudan inceleyebildiği ve hakkında en fazla bilgi sahibi olduğu gezegen sistemi de budur.
Güneş Sistemi içinde Mars’ta geçmişte su bulunduğuna dair güçlü izler vardır. Jüpiter’in uydusu Europa’nın buz tabakasının altında büyük bir okyanus olabileceği düşünülmektedir. Satürn’ün uydusu Enceladus ise uzaya su buharı ve buz parçacıkları püskürten gayzerleriyle dikkat çekmektedir. Fakat bunlar gezegenden çok uydu örnekleridir.
Güneş Sistemi dışındaki gezegenlere gelince, en çok tartışılan örneklerden biri K2-18b adlı öte gezegendir. Öte gezegen, Güneş Sistemi'nin dışında bulunan ve başka bir yıldızın çevresinde dönen gezegenlere verilen isimdir. Nasıl Dünya Güneş'in etrafında dönüyorsa, öte gezegenler de kendi yıldızlarının etrafında dönmektedir. Bu gezegen Dünya’dan yaklaşık 124 ışık yılı uzaklıktadır. Yani bugün teleskoplarımızın yakaladığı ışık, bu gezegenden yaklaşık 124 yıl önce yola çıkmıştır. K2-18b, kendi yıldızının yaşanabilir bölgesinde yer alır. Bu,gezegenin yüzeyinde ya da atmosferinde uygun koşullar varsa sıvı su bulunabileceği anlamına gelir.
K2-18b’yi önemli yapan şey, atmosferinde karbon içeren moleküllere dair güçlü işaretler bulunmuş olmasıdır. James Webb Uzay Teleskobu bu gezegenin atmosferinde metan ve karbondioksit gibi karbon taşıyan moleküllerin izlerini tespit etmiştir. Daha önce Hubble Uzay Teleskobu verileri de bu gezegende su buharı olabileceğini düşündürmüştü. Bu nedenle K2-18b, karbon kimyası ve su ihtimali açısından bilim dünyasının dikkatini çeken en önemli gezegenlerden biri haline gelmiştir. NASA ve ESA, James Webb gözlemlerinin K2-18b’de metan ve karbondioksit gibi karbon taşıyan molekülleri ortaya koyduğunu bildirmiştir.
Bu tür keşifler doğrudan gezegenin fotoğrafını çekerek yapılmaz. Bilim insanları, gezegen kendi yıldızının önünden geçerken, yıldız ışığını inceler. Yıldızdan gelen ışığın küçük bir bölümü gezegenin atmosferinden süzülür. Atmosferde hangi gazlar varsa, bu ışığın bazı renklerini emer. Her gazın ışık üzerinde bıraktığı iz farklıdır. Bunu parmak izine benzetebiliriz. Nasıl her insanın parmak izi farklıysa, su buharı, metan, karbondioksit ya da başka gazlar da ışıkta kendilerine özgü izler bırakır.
Fakat burada çok önemli bir noktayı sade biçimde açıklamak gerekir. Bir gezegende karbon içeren moleküller ve su buharı bulunması, orada kesin olarak yaşam olduğu anlamına gelmez. Çünkü bu maddeler canlılar olmadan da oluşabilir. Örneğin karbondioksit, yanardağ etkinlikleriyle ortaya çıkabilir. Metan, bazı kayaçların suyla tepkimeye girmesiyle de üretilebilir. Su buharı ise gezegenin sıcaklığına, atmosferine ve buzlarının erimesine bağlı olarak bulunabilir. Yani bir gezegende bu gazların varlığı, “yaşam olabilir” dedirtir; ama “yaşam vardır” dedirtmez.
Bunu günlük hayattan bir örnekle düşünelim. Bir evin bacasından duman çıktığını görürsek, içeride ateş yakılmış olabileceğini düşünürüz. Ama bu tek başına kesin kanıt değildir. Duman bir makineden, kimyasal bir işlemden ya da başka bir kaynaktan da çıkıyor olabilir. O evde gerçekten ateş olduğunu söylemek için daha fazla kanıt gerekir. Aynı şekilde bir gezegenin atmosferinde bazı gazları görmek de bize yalnızca bir ipucu verir. Bilim insanları o ipucunun canlılardan mı, yoksa cansız doğa olaylarından mı kaynaklandığını anlamaya çalışır.
“Biyolojik olmayan açıklamaları dışlamak” ifadesi tam olarak budur. Yani bilim insanları şunu sormak zorundadır: Bu gazları canlılar üretmeden de açıklayabilir miyiz? Gezegenin kayaları, volkanları, atmosferindeki kimyasal tepkimeler, yıldızından gelen ışınlar ya da yüksek sıcaklık ve basınç bu gazları oluşturmuş olabilir mi? Eğer cevap evetse, o zaman “burada yaşam var” demek için henüz erkendir.
K2-18b konusunda heyecanı artıran bir başka gelişme de dimetil sülfür, yani DMS adı verilen bir molekülle ilgilidir. Dünya’da DMS’nin büyük bölümü denizlerde yaşayan mikroskobik canlılarla ilişkilidir. Bu nedenle uzak bir gezegende DMS bulunması çok dikkat çekici olabilir. Ancak burada da aynı sorun vardır: Önce gerçekten DMS var mı, bundan emin olmak gerekir. Sonra da bu molekülün canlılar olmadan oluşup oluşamayacağını araştırmak gerekir. Bazı çalışmalar, doğanın DMS benzeri molekülleri canlı olmadan da üretebileceğini göstermektedir; bu yüzden tek bir moleküle bakarak yaşam ilan edilemez.
O halde bir gezegende yaşam bulunduğunu söyleyebilmek için ne gerekir? Öncelikle aynı bulgunun farklı teleskoplarla, farklı zamanlarda ve farklı bilim ekipleri tarafından tekrar tekrar doğrulanması gerekir. İkincisi, tek bir gaz değil, birbiriyle anlamlı bir kimyasal tablo oluşturan birkaç işaret birlikte görülmelidir. Örneğin su buharı, karbon içeren moleküller, oksijen, metan ve başka olası biyolojik izler aynı atmosferde belirli bir denge içinde bulunursa, bu çok daha güçlü bir kanıt olur. Üçüncüsü, bu gazları canlı olmayan süreçlerle açıklayan ihtimallerin zayıf kalması gerekir.
Bu nedenle K2-18b için bugün söylenebilecek en doğru cümle şu olmalıdır; bu gezegen yaşam arayışında çok önemli bir adaydır. Çünkü onda yaşam için gerekli olabilecek bazı temel işaretler görülmektedir. Karbon taşıyan moleküller vardır. Suya dair tartışmalı ama önemli izler vardır. Ayrıca bazı bilim insanlarının biyolojik süreçlerle ilişkilendirdiği moleküllere dair henüz kesinleşmemiş bulgular vardır.
Aslında bilim burada çok dikkatli davranır. Çünkü evrende yaşam bulunduğunu ilan etmek, insanlık tarihinin en büyük keşiflerinden biri olurdu. Böyle bir iddia, yalnızca heyecan verici bir ihtimale değil, sağlam ve tekrar tekrar doğrulanmış kanıtlara dayanmak zorundadır. Bilim insanlarının temkinli olmasının nedeni inançsızlık değil, bilimin kanıtla konuşma zorunluluğudur.
Bugün geldiğimiz noktada şunu söyleyebiliriz; yıldızların çevresindeki gezegenlerin atmosferlerini okumaya veışığın içindeki küçük izlerden, yüzlerce ışık yılı uzaklıktaki dünyaların kimyasını anlamaya çalışıyoruz. Karbonu arıyoruz. Suyu arıyoruz. Yaşamın sessiz imzasını arıyoruz. Fakat henüz elimizde “orada canlı var” dedirtecek kesin bir kanıt yok.
Evrenin birçok köşesinde karbon, su ve yaşamı mümkün kılabilecek kimyasal ortamlar varsa, cansız madde hangi koşullar altında gerçekten canlılığa dönüşmektedir sorusunu cevaplayabilir miyiz?
…devam edece