Kim demiş yerel galaksiler içinde Samanyolu ikinci sırada diye? Samanyolu üzerinde giderek daha duyarlı gözlem araçları ve yaratıcı tekniklerle yapılan gözlemler, zaten dev sarmal galaksiler kategorisinde olan Samanyolu'nun sanılandan daha da büyük olduğunu ve "Yerel Grup" adlı galaksiler kümesi içinde yakını Andromeda'ya yetiştiğini ortaya koyuyor. Eskiden 100 bin ışıkyılı çapındaki galaksimizin, 100 milyar yıldız barındırdığı düşünülürken, son yıllarda yıldız sayısının 300-400 milyar olabileceği görüşü ağırlık kazanmaya başlamıştı.

Pasifik Okyanusu'ndaki Hawaii adalarından Kuzey Amerika'yı geçerek Atlantik'teki Karayip adalarına kadar uzanan bir şerit üzerinde 10 birimden oluşan "Çok Büyük Tabanlı Dizge" (Very Large Baseline Array - VLBA) adlı radyo teles- >> >> kop ağı ile yapılan gözlemler Samanyolu'nun kütlesine yüzde 50 ek yaparak Andromeda ile aynı kütleye oturttu. Amerikan Gökbilim Derneği'nin Ocakta California'nın Long Beach kentindeki toplantısında açıklanan gözlem sonuçlarına göre, Samanyolu, ayrıca, sanılandan saatte 160 bin km daha hızlı dönüyor. Güneş'in, Samanyolu merkezinden uzaklığı, farklı ekiplerce yapılan hesaplamalara gore, 25 ile 28 bin ışıkyılı arasında değişiyor. Son gözlemler, bu uzaklıkta bizim, Samanyolu çevresinde saatte 960 bin km hızla dolaştığımızı gösteriyor.

Samanyolu'nun sarmal kollarının sayısı konusundaki karmaşa da yeni gözlemlerle netlik kazanıyor. Belirsizliğin nedeni, gözlem noktamızın galaksi diskinin içinde olması. Bu nedenle, başka galaksileri "tepeden" izleyip sarmal biçimlerini tüm görkemiyle görebilmemize karşılık, Samanyolu'nu gökyüzünde irili ufaklı topaklardan oluşmuş eğri büğrü bir ışık yolu olarak izleyebiliyoruz.

Düzensizliğin ve belirsizliğin bir nedeni de, görünür dalgaboylarındaki ışığın geçişine izin vermeyen yoğun toz bulutları. Galaksimizin hafifçe uzamış merkez topağı, onu "çubuklu sarmallar" kategorisine sokuyor; bu konuda görüş ayrılığı yok. Kolların sayısı konusundaki görüşlerse dörtten sekize, hatta daha da fazla değişebiliyor. Şimdiyse, Martin Pohl (Iowa Eyalet Üniversitesi), Peter Englmaier (Zürih Üniversitesi) ve Nicolai Bissantz (Ruhr Üniversitesi) adlı gökbilimciler, yeni bir yöntemle galaksimizin sarmal kollarının tam bir haritasını çıkardı.

Bu ekip, NASA'nın evrendeki mikrodalga fon ışınımının ilk haritasını oluşturan Kozmik Artalan Keşif Uydusu'nun aynı zamanda Samanyolu'nun kızılaltı dalgaboylarında haritasını da çıkartmasından yararlanarak, galaksimizdeki gazın hareketini modelledi. Oluşturulan harita, Samanyolu'nun merkezindeki çubuktan galaksinin dış bölgelerine kadar simetrik biçimde uzanan iki sarmal kolun varlığını gösteriyor. Bu kollar dışarıda dallanarak, dört sarmal kola ayrılıyor. Bu iki ana kola ek olarak merkezden dışarıya doğru daha zayıf iki kol daha uzanıyor. Bunlar, merkezden ancak 10 bin ışıkyılı dışarıya kadar uzanıyor. Bu iki koldan birinin varlığı daha önce biliniyordu, ama neden öteki kolların dairesel hareketinden farklı bir yörünge izlediği merak ediliyordu. Yeni araştırma, bu garipliğe merkezi çubuğun kütleçekiminin yol açtığını ortaya koydu. Bu küçük kolun Samanyolu'nun öteki tarafındaki simetrik eşi, kısa süre önce, gaz akışının incelenmesi sonucu bulunmuştu.

Samanyolu üzerinde yeni tekniklerle yapılan gözlemler, karanlık gecelerde gökyüzünde toz bulutlarıyla bölünmüş düzensiz bir ışık seli olarak görebildiğimiz galaksimizin, hesaplananlardan daha da büyük, "Çubuklu Sarmal" sınıfından dev bir galaksi olduğunu ortaya koydu. Ancak, sarmal kollarının sayısının sanıldığından daha az olduğu belirlendi.

Güneş, 4.5 milyar yıl önce başka bir yerdeydi

Son verilere göre galaksilerin sarmal kolları yıldızları uzaklara savuruyor.

Gökbilimde yaygın kabul gören bir görüş, yıldızların genellikle oluştukları uzay bölgesi içinde kaldıklarını öne sürer. Ama bir grup gökbilimcinin bilgisayar similasyonu kullanarak yaptığı yeni bir çalışma, en azından Samanyolu gibi sarmal galaksilerde yıldızların doğdukları yerlerin çok uzaklarına gidebildiğini gösteriyor. Washington Üniversitesi'nde doktora öğrencisi Rok Roskar'ın yönetiminde çeşitli üniversitelerden gökbilimci ve astrofizikçilerden oluşan ekibe göre, yıldızları doğum yerlerinin çok uzaklarına taşıyan, galaksilerin sarmal kolları. Merkezi çevresinde dönen galaksinin sarmal kollarından biri, bir yıldızın üzerinden geçtiğinde, klasik modele göre, tıpkı bir arabanın yoldaki bir çukura giren tekeri nasıl yalpalamaya başlarsa, yıldızın yörüngesinin de düzensiz hale geldiği varsayılıyordu. Oysa, araştırmacıların bir paylaşım ağı ve süperbilgisayar aracılığıyla gerçekleştirdiği 100 bin saatlik similasyon, sarmal kolun geçişinden sonra yörüngelerin dairesel hale geldiğini, ve yıldızların başlangıç noktalarından merkeze ya da dışına doğru uzaklaştıklarını ortaya koyuyor.

Araştırmacılar, Samanyolu'nun diskinin oluşması için gerekli malzemenin biraraya geldiği varsayılan 9 milyar yıl önceki şartların verilerini bilgisayara işlediler. Sonuçta, yıldızların yörüngelerinin, sarmal dalgayla vurulduktan sonra bile dairesel şekillerini koruduklarını, ama yörünge çaplarının büyük ölçüde değişebildiğini gördüler. Bugün 4,59 milyar yaşında olduğu hesaplanan Güneş'in yörüngesinin de dairesel olduğu biliniyor. Bu durumda, halen Samanyolu merkezinden 26 bin ışıkyılı uzaklıkta bulunan Güneş'in, doğduğunda merkeze ya da diskin kenarına daha yakın olduğu sonucu çıkıyor. Dev galaksiler sınıfında sayılan Samanyolu'nun çapının ise 100 bin ışıkyılı olduğu hesaplanıyor.

Bilgisayar similasyonunun videosu şu adresten izlenebilir:
http://www.astro.washington.edu/roskar/astronomy/12M_hr_rerun_angle.mpg

Araştırmacıların bulgularının önemli bir sonucu da, galaksilerin bazı bölgelerinin, yaşamın ortaya çıkmasına daha uygun olduğu yolundaki inanışın gözden geçirilmesi gerektiği.

Galaksi içinde yaşam kuşağı diye adlandırılan bölgeye böyle denmesinin nedeni, başka koşulların yanısıra, yaşam için gerekli kimyasal maddelerin belirli genişlikteki bu bölgede bulunmasına karşılık, başka yerlerdeki eksikliği. Ama bir bölgedeki yıldızlar önemli mesafelerde yer değiştirebiliyorsa, sabit bir yaşam kuşağı düşüncesi havada kalıyor.

Göçmen yıldızlar düşüncesi, Güneş Sistemi'nin yakınlarındaki yıldızların kimyasal bileşimlerindeki önemli farklılıkları da açıklıyor. Eğer yıldızlar doğdukları yerlerden fazla uzaklaşmamış olsalardı, kimyasal bileşimleri de yerel uzay koşullarına uygun bir benzeşim sergileyecekti.

Küçük ve Büyük Macellan'ın yanısıra Orion (Avcı) da açıkça görülebiliyor. Küçük Macellan Bulutu'nun yanında ise 47 Tucanae adı verilen küresel küme yer alıyor.

Miller-Urey ikilisi, deneyleri esnasında kullanılan gazların ilkel dünyada büyük miktarlarda olmadığı gerekçesiyle çok eleŞtirilmiŞti. Bilimciler artık ilkel atmosferin atıl karbondioksit ve azot karışımı içerdiğine inanıyorlar. ‹lk seferinde amino asit yönünden zengin kahverengi bir çorba elde eden Miller da 1983 yılında doğru kombinasyonla deneyini tekrarladığında ancak birkaç amino asit içeren renksiz bir sıvı elde etmişti.

Jeffrey Bada, bu yeni bakış açısıyla deneyi tekrarladığında, reaksiyonlarda nitritlerin meydana geldiğini ve onların da amino asitleri, hem de oluşur oluşmaz, yok ettiğini buldu. Nitritler suyu da asidik hale dönüştürerek amino asit formunun oluşumunu engelliyordu. O zaman ilkel dünya, nitritleri ve asitleri nötralize edecek demir ve karbonat mineralleri içermeliydi. Bada bu kimyasalları ekleyerek deneyi tekrarladığında Miller'ın 1983'te elde ettiği sulu sıvıyı elde etti. Ama bu sefer, ağzına kadar amino asit dolu olarak. Bada, elde ettiği sonuçları 2007'de Mart sonunda yapılan Amerikan Kimya Derneği yıllık toplantısında sundu. Bu sonuç, karbondioksit ve azot içeren bir atmosferde bile önemli miktarda amino asit meydana gelebileceğini gösteriyordu.

Sonra, 20 Mayıs 2007'de Stanley L. Miller öldü. Miller'ın ölümünün ardından, içinde kurumuş kalıntılar bulunan şişelerle dolu birkaç kutu ve bazı defterler, bir zamanlar öğrencisi olan ve son zamanlarında da birlikte bazı çalışmalar yaptığı Jeffrey Bada'ya kaldı. Defterler, bu şişelerin, 1953-54 yıllarında Chicago Üniversitesi'nde yaptığı ve üç ayrı biçimde kurguladığı deneylerden kaldığını gösteriyordu.

Bu kurgulardan biri, sonuçları yayımlanan ilk Miller deneyi idi. ‹kinci deney, su dolu cam balona takılan püskürteçle balon içinde çakan kıvılcımlara buhar ve gaz verilmesi şeklinde yapılmıştı. Bu düzenek, muhtemelen, buhar yönünden zengin volkanik püskürtülerde yıldırımlarla kıvılcım deşarj sentezini simüle ediyordu. Üçüncü ve son deneyde de püskürtme düzeneğinden yararlanılmış, ancak kıvılcım üreten elektrotlar yerine sessiz deşarj kullanılmıştı.

Bada ve arkadaşları, bu düzeneklerden ikincisiyle yapılan deneyden kalan 11 şişenin kalıntılarını günümüzün daha duyarlı araç ve yöntemleriyle yeniden analiz ederek, sonuçları yine Science dergisi'nde Ekim 2008'de yayınladılar. Tahmin edilebileceği gibi "‹lkel Çorba" veya "Primordial Soup"da, Miller'ın bulduğundan daha fazla amino asit tanımlandığını bildirdiler. Araştırmacılar, bazıları Miller tarafından daha önce tanımlanmış olan 22 amino asit (10 tanesi buna benzer bir deneyde daha önce hiç bulunamamıştı) ve 5 amin tanımladılar. Diğer iki deneyin kalıntıları da yeniden analiz edilince, daha düşük bir amino asit çeşitliliğine sahip olduğu bulundu.

"İlkel Çorba" veya "Primordial Soup"

Charles Darwin, "amonyak ve fosfor tuzları, ışık, sıcaklık, elektrik vb. unsurların bulunduğu ılık bir su birikintisinde" çakan ilk hayat kıvılcımının "kimyasal yoldan daha karmaşık değişimlere gidebilecek bir protein bileşiğini oluşturabileceğini" de öne sürmüştü. Ondan yaklaşık 50 yıl sonra, 1920'lerde, Aleksandr Oparin, atmosferdeki oksijenin, hayatın evrimi için gerekli temel elementler olan organik moleküllerin sentezini engellediğini kanıtladı. Oparin'e göre, oksijensiz bir atmosferde, güneş ışığının etkisiyle organik moleküllerden bir "ilkel çorba" yaratılabilirdi. Yine aynı zamanlarda J. B. S. Haldane de, okyanusların, içinde organik bileşiklerinin oluşabileceği sıcak seyreltik bir çorba olabileceği görüşündeydi. Oparin, bu görüşleriyle, hayatın cansız maddelerden kendiliğinden başladığını savunan modern birçok teorinin de başlangıç noktası oldu. Stanley Miller'ın 1953'te yaptığı deneyde ortaya çıkan kara bulamaca dünyadaki hayatın yapıtaşlarını içerdiği gerekçesiyle "ilkel çorba" adı verildi.

Stanley Lloyd MILLER

Amerikalı kimyager ve biyolog; 1953'te dünyaya duyurduğu ve kendi adını taşıyan deneyi ile tanındı. Dünyada hayatın nasıl başladığını çözmeye çalışan Miller-Urey deneyi dünyanın erken zamanlarında hayatın oluşmasını sağlayacak organik maddelerin inorganik bir ortamda nasıl oluştuğunu gösteren bir çalışmaydı. Deneyde dünyanın erken zamanının atmosferi aslında basit sayılabilecek bir mekanizma ile oluşturulmuş ve sonuçta "ilkel çorba" denilen karışımda başta amino asitler olmak üzere organik maddeler aranmıştı.

Stanley Miller California'nın Oakland bölgesinde 1930'da doğdu. Üniversite öğrenimini Berkeley'de yapan Miller, doktorasını ise Chicago Üniversitesi'nde tamamladı. Miller, Chicago Üniversitesi'nde öğrenci iken deneyi birlikte yaptığı Harold Urey ise onun hocasıydı.

Miller hayatı boyunca yaşamın başlangıcını keşfetmeye çalıştı. Bu yüzden de Eksobiyoloji alanında öncü olarak anılır. 1950'lerde dünyanın erken atmosferinin tahminen günümüz Jupiter'i gibi olduğunu varsayıp (yani amonyak, metan ve hidrojen açısından zengin) Urey ile birlikte daha önce 1920'lerde Rus bilimci Oparin tarafından ilk kez dile getirilen ilkel çorba fikrini bir deneyle kanıtlamaya çalıştı. 2008'de, Miller'in ölümünden bir yıl sonra, evinde bulunan eski deney tüpleri ve diğer buluntular günümüz teknolojisi ile yeniden incelendi. Bu sonuçlara göre Miller Deneyi başarılı, çünkü deney kabında çok çeşitli organik maddelere rastlandı. Stanley Miller 20 Mayıs 2007'de California'da öldü.

Alternatif Görüşler

Hayatın nasıl başladığını tam anlamıyla açıklayan "standart bir model" yok. Günümüzde en çok kabul gören modeller de, az veya çok, Oparin-Haldane hipotezine dayanmaktadır.

Otokataliz
İngiliz etolog Richard Dawkins'e göre, otokatalist adı verilen, molekül kopyalama özelliğine sahip maddelerin kendi oluşumlarını katalizlemeleriyle yeryüzünde hayat başladı.

Kil teorisi
Teori, önceden varolan, inorganik bir kopyalama zemininden çözelti içindeki silikat kristallerinden yavaş yavaş karmaşık organik moleküllerin ortaya çıktığını ileri sürer.

"Derin kızgın biyosfer" modeli
1990'ların sonunda, derinlerdeki kayalarda bakteriden küçük ama DNA'sı da olabilen ipliksi yapılar (nanobakterilerin) bulunması, ilk canlının yüzeyden birkaç km derinlerde başlamış olduğu iddiasını destekledi.

Dünya dışı "ilkel" hayat
İlk canlının dünya yerine, uzayda ya da Mars gibi yakın bir gezegende ama dünya dışında oluştuğunu ileri süren hipotez, karmaşık organik maddelerin bir kuyrukluyıldız yağmuru ile dünyaya geldiğini savunmaktadır.

Lipid dünyası
Bu teoriye göre, kendi kendini kopyalayan ilk nesne olan lipit cisimciklerin moleküler bileşimi bilginin ilk saklanma yoludur ve evrim sonucu, bilgiyi daha iyi saklayabilecek RNA, DNA gibi polimer yapılar ortaya çıkmıştır.

Çoklu doğuş
Farklı hayat biçimleri dünya tarihinin ilk dönemlerinde birbirine yakın zamanlarda ortaya çıkmış, diğerleri farklı biyokimyaları nedeniyle fark edemediğimiz fosiller bırakarak yok olmuş veya bildiğimiz organizmalara benzemediklerinden dikkat çekmeden yaşıyor olabilir.

"İlkel Çorba" deneyi nasıl yapıldı?

İlkel Çorba (Primordial Soup) deneyi, dünyada hayatın nasıl başladığını izah etmeye çalışan en az yarım düzine teori arasında belki de en çok tartışılan ve en çok kabul gören teorinin temelini oluşturan deney. Miller-Urey deneyini internet üzerinde yapmak da mümkün. www.millerexperiment.com adresine girip amino asit elde edip edemeyeceğinizi deneyebilirsiniz.

Stanley L. Miller (1930-2007), 1953 baharında Chicago Üniversitesi'nde verdiği seminerde, "ilkel çorba" içindeki organik bileşiklerin ilkel dünyada nasıl sentezlenmiş olabileceğini Miller deneyi adı verilen ünlü çalışmasıyla kanıtlamıştı. Aslında bu deney, 1951 güz döneminde Harold Urey'in yine aynı mekânda verdiği ve lisansüstü çalışmalarına yeni başlayan Miller'ın da izlediği bir seminerden doğdu denebilir. Urey bu seminerinde, gezegenlerin gelişme sürecinin ilkel yerkürede belli kimyasal koşulları doğurmuş olması gerektiğini ve bu koşulların da hayatın ortaya çıkışında ne gibi bir önemi olduğunu tartışmıştı. Günün gelişmeleri ışığında, ilkel dünyanın indirgeyici bir atmosfere sahip olduğunu düşünmek mantıklıydı. Böylesi bir atmosfer hidrojen, amonyak ve metan gibi enerji yönünden zengin gazlardan oluşmalı, organik materyalleri yok eden serbest oksijen bulunmamalıydı.

Hayatın başlangıcından önceki organik sentezlemeyi taklit eden deneyler ancak birkaç taneydi ve birini, fotosentez mekanizmasını inceleyen Melvin Calvin (1961'de Nobel kazandı) yapmıştı. Calvin ve arkadaşları, hayat olmadan da fotosentez benzeri reaksiyonlar gerçekleşe-bileceğini gösterdi, şeker oluşumunda ilk basamak olan formaldehiti ve formik asidi elde etmeyi başardılar.

Karbonhidratlardan canlı bir organizma oluş-turulamayacağını, ama amino asitlerin, protein bileşeni olmaları dolayısıyla, canlı hücre biyokimyasında en önemli bileşenlerden olduğunu düşünen Miller, ısrarlı yaklaşımıyla Urey'i yeni bir deney için ikna etti. Düzeneği birlikte tasarladılar: Kullanılacak kimyasalların içinde çözündürüldüğü sıvı su ile yarısına kadar dolu bir balon, içinde bir çift elektrot bulunan daha büyük ikinci balon ve bunlar arasında geçişi sağlayan tüpler bir halka oluşturacak şekilde birbirine bağlandı; ısıtıcı ve yoğunlaştırıcı gibi yardımcı unsurlar gerekli yerlere yerleştirildi. Okyanusların deney ortamındaki karşılığı olan su ısıtılarak buharlaştırılıyor, yıldırımları simüle eden elektrotlar arasındaki kıvılcımdan geçirildikten sonra soğutularak ilk balona geri dönüyor, çevrim sürekli tekrarlanıyordu.

Sabırsızlanan Miller'in ancak iki gün sürdürebildiği deneyden sonra yürüttüğü analiz çalışmasından (ki bugünün standartlarına göre oldukça ilkeldi) en basit amino asit olan glisin sonucu çıktı. Oysa o sırada şehir dışında ders vermekte olan Urey, öğrencisinin bu deneyinden söz ettiğinde, "Ne bulunmasını bekliyorsunuz?" sorusuna "Beilstein" cevabını vermişti. Yani, sentezlenmiş bütün organik bileşenlerin tanımlandığı, Friedrich Beil­stein'in 100 küsur ciltlik organik kimya incelemesi. Bu büyük beklentiye rağmen tek başına glisin de fena değildi. Miller, ısıtma koşullarını biraz değiştirerek deneyi tekrarladı. Bu sefer bir hafta sabretti ve glisinin yanısıra birkaç amino asit daha buldu: aspartik asit, alfa-amino-bütirik asit ve iki alanin versiyonu.

Miller ve Urey, haklı olarak, bu başarılı deneyi yayınlamaya karar verdiler. Ama Science dergisinin hakemi bulgulara inanmayı reddedip makaleyi bir kenara attığı için, sonuçlar 15 Mayıs 1953'te, birkaç ay gecikmeli yayınlandı.

Miller'ın deneyi, 28 Eylül 1969'da Avustral-ya'ya düşen meteorla güvenilirlik sıçraması yaşadı. Çünkü meteor, Miller'ın çorbasında bulunan organik kimyasalların hepsini taşıyor ve bu maddelerin 4,5 milyar yıl önce Güneş Sistemi'nin içinde bulunduğu koşullarda kolaylıkla meydana gelebileceğini kanıtlıyordu.