“Bir Pandora'nın Kutusu Açtık”: İyonik Sıvı Keşif, yabancı yaşamı arayarak yaşanabilir bölgeleri genişletebilir

Bilim adamları, potansiyel yaşanabilirliğini değerlendirmek için bir misyon hazırlıyor Venüs'ün üstündeki bulutlar Şans laboratuvarı keşfini bildirin iyonik sıvı oluşum kayalık gezegenlerpotansiyel olarak onların yaşanabilir bölgeler.

Birçok kayalık, Dünya benzeri dış gezegenler daha önce, ev sahibi yıldızlarından yörünge mesafeleri nedeniyle su bazlı yaşam formlarına sahip olmadığı düşünülmüştür, bu da sürekli varlığını önler Sıvı H2O yüzeylerinde. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ile araştırmacılara göre (MIT) Beklenmedik keşiflerin arkasında, bu gezegenler potansiyel olarak teorik destekleyebilir, temel yaşam formları enerjiyi metabolize etmek için su yerine iyonik sıvı kullanır.

Okulun Dünya, Atmosferik ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde gezegen bilimleri profesörü olan Sara Seager, “Pandora'nın yeni araştırma kutusu açtık” dedi. "Gerçek bir yolculuktu."

Kazara iyonik bir sıvı keşfi yeni soruşturmayı motive etti

A'ya göre ifade Ekibin araştırmasını duyuran Seager ve Rachana Agrawal, çalışmayı doktora sonrası olarak yöneten, yaklaşmak için hazırlık için deneyler yapıyorlardı Sabah Yıldızı Görevleri. Proje lideri olarak Seager, Venüs bulutlarından sülfürik asidin nasıl toplanacağını ve buharlaştırılacağını inceliyordu, böylece herhangi bir artık organik bileşikler biyolojik aktivite belirtileri için incelenebilir.

Bu deneylerde araştırma ekibi, özelleştirilmiş, düşük basınçlı bir sistemde sülfürik asit ve organik bileşik glisin çözeltilerini buharlaştırıyordu. Açıklamaya göre, her deney, sıvı asidin çoğu buharlaşırken, sıvı kalıntısının “inatçı bir tabakasının” kaldığını ortaya koydu. Testler, asidin organik bileşiklerden hidrojen atomları aldığını ortaya koydu, bu da onları buharlaşmaya direnen tuzlar ve asit sıvısı karışımına dönüştürdü.

“İyonik sıvı” olarak adlandırılan Hardy karışımı, son derece düşük basınçlı ortamlarda bile buharlaşmaya direnir. Seager'ın önceki çalışmaları, organik moleküllerin iyonik bir sıvıda oldukça kararlı kalabileceğini bulduğundan, bu eşsiz yetenek ikiliyi çok sıcak ve atmosferlerin yüzey sıvısı H2O'yu destekleyemeyecek kadar ince olduğu gezegenlerin yüzeyinde devam edip edemeyeceğini düşünmeye motive etti.

Agrawal, “Oradan, bunun ne anlama gelebileceğini hayal etme sıçramasını aldık” dedi. “Sülfürik asit yeryüzünde volkanlardan bulunur ve asteroitlerde ve diğer gezegensel cisimlerde organik bileşikler bulunmuştur. Bu yüzden, bu bizi iyonik sıvıların potansiyel olarak oluşup örtüştüğü ve doğal olarak var olup olamayacağını merak etmemize yol açtı.”

Deneyler, dış gezegen benzeri koşullar altında oluşan sıvıyı onaylayın

Başlangıç olarak, araştırmacılar çeşitli potansiyel dış gezegen yüzey koşullarını simüle eden bir dizi deney tasarladı, bir dizi yüzey sıcaklığı ve atmosfer basınçlarını kapsadılar. Açıklamaya göre, bu, flakonlardaki sülfürik asitin “azot içeren çeşitli organik bileşikler” ile karıştırılmasını içeriyordu. 30'dan fazla farklı bileşik test edildi.

Paralel deneylerde ekip, birçok dış gezegende bulunanlara benzer şekilde bazalt kayalarının yüzeyindeki malzemeleri karıştırdı. Seager, teorik olarak, organik bileşiklerin bir hidrojen atomunu bir asitin bir proton bağışlamak istediği gibi “bağışlayabileceğini” kaydetti.

Araştırmacı, “Sülfürik asit (Venüs bulutlarının ana bileşeni) ve azot içeren bileşiklerle yapılan geçmiş çalışmalarımızdan bir azotun hidrojen almak istediğini biliyorduk” dedi. “Sanki bir kişinin çöpü başka bir kişinin hazinesi gibi.”

Test şişelerini ve bazalt rock örneklerini inceledikten sonra, ekip konseptlerinin doğru olduğunu buldu. Tüm sülfürik asit etkili bir şekilde buharlaşmış olsa da, az miktarda sıvı kalıntısı kaldı. Testler bunun iyonik bir sıvı olduğunu doğruladı. Seager, sonuçların kayalık bir dış gezegen yüzeyini simüle edenler de dahil olmak üzere, çok sayıda farklı simüle edilmiş düşük basınçlı ortamlarında tutarlı olduğunu söyledi.

Seager, “İyonik sıvının çok farklı koşullar altında oluştuğu için şaşırdık” diyor. “Sülfürik asit ve organik bir kaya koyarsanız, aşırı sülfürik asit kaya gözeneklerine sızar, ancak yine de kayada bir damla iyonik sıvı ile kalırsınız.”

Seager, “Ne denedik, iyonik sıvı hala oluştu,” diye ekledi.

Daha fazla analiz, “180 dereceye kadar santigrat dereceye” ve “Dünya atmosferininkinden çok daha düşük” basınçta reaksiyonlar üreten iyonik sıvı ortaya çıkardı. Ekip, bu sonuçların iyonik sıvının doğal olarak oluşabileceğini ve sıvı suyu destekleyemeyen bir gezegenin yüzeyinde devam edebileceğini düşündürmektedir.

Bulgular diğer gezegenlerde yaşam arayışını nasıl etkiler?

Çalışmanın sonunda, Seager ve Agrawal, Dünya'da iyonik sıvıların tipik olarak sadece endüstriyel amaçlar için yapıldığını ve iki rakip karınca türü arasında zehir değişimini içeren olağandışı bir durumda doğal olarak ortaya çıktığını not eder. Yine de, deneyleri doğal olarak oluşabileceğini ve bazı biyomoleküller için “misafirperver bir ortam” sunabileceğini gösterdiğinden, ekip biyolojik yaşamı destekleyen iyonik sıvıya yol açabilecek bir dizi dış gezegen koşulunu önerdi.

Seager, “Yeryüzünden daha sıcak bir gezegen öngörüyoruz, suya sahip değiliz ve bir noktada geçmişte veya şu anda volkanik gasitten oluşan sülfürik aside sahip olmalı” dedi. “Bu sülfürik asit küçük bir organik cebinden akmalıdır. Ve organik birikintiler güneş sisteminde son derece yaygındır.”

Ekibin ideal senaryosunda, iyonik sıvı cepleri, “potansiyel olarak yıllar veya binlerce yıldır” uzun bir süre boyunca gezegenin yüzeyinde devam edebilir. Böyle bir sıvının varlığının “teorik olarak iyonik-sıvı bazlı yaşamın basit formları için küçük vahalar olarak hizmet edebileceğini” belirtiyorlar. Bununla birlikte, iyonik sıvıların muhtemelen “dünyanın su bazlı varlıklara benzeyen” bir tür yaşam formunu desteklemeyeceğini belirtiyorlar.

Agrawal, “Suyun yaşam için gerekli olduğunu düşünüyoruz çünkü Dünya yaşamı için gerekli olan bu” dedi. “Ama daha genel bir tanıma bakarsak, ihtiyacımız olan şeyin yaşam için metabolizmanın gerçekleşebileceği bir sıvı olduğunu görüyoruz. Şimdi, iyonik sıvıyı bir olasılık olarak dahil edersek, bu tüm kayalık dünyalar için yaşanabilirlik bölgesini önemli ölçüde artırabilir.”

Çalışma "Yüzey iyonik sıvılarına sahip sıcak, su tükenmiş kayalık dış gezegenler: gezegensel yaşanabilirlik için önerilen bir sınıf” Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri.

Christopher Plain, Debrief'te bir bilim kurgu ve fantezi romancı ve baş bilimi yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kur X- Kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan ona e -posta gönderin [email protected].