Uzayda kükürt içeren halkasal hidrokarbonların tespiti

Kozağan sisinde kükürt halkaları

Hayatın bileşenlerini uzayda sürüklenirken hayal ettiğimizde genellikle su veya karbondioksit gibi basit moleküller canlanır aklımıza. Ancak Dünya’daki yaşam aynı zamanda proteinlerde, vitaminlerde ve birçok endüstriyel kimyasalda bulunan kokulu bir element olan kükürte de bağlıdır. Bu çalışma, şaşırtıcı derecede karmaşık kükürt içeren halkasal moleküllerin Samanyolu’nun merkezine yakın karanlık bulutlarda zaten oluştuğunu ortaya koyuyor; bu da yaşamın daha karmaşık kimyasal yapı taşlarının gezegenler oluşmadan çok önce yolculuklarına başlayabileceğine işaret ediyor.

Uzaydaki kükürdün yaşam için neden önemi var

Dünya’da kükürt, proteinleri oluşturan amino asitlerden önemli metabolik kofaktörlere kadar temel biyolojik işleyişin içine işlenmiştir. Meteor ve kuyruklu yıldız örnekleri de halkasal yapılar da dahil olmak üzere zengin çeşitlilikte kükürt içeren organik bileşikler barındırır. Ancak gökbilimciler yıldızlararası uzayı taradıklarında genellikle yalnızca küçük kükürt moleküllerini görürler; bu, kükürdün evrensel bolluğundan beklenenden çok daha azdır. Bu uzun süredir devam eden tutarsızlık, kükürdün tespit edilmesi zor biçimlerde gizleniyor olabileceğini düşündürür; nerede bulunduğunu anlamak, yaşam dostu kimyanın yıldızlararası bulutlardan genç gezegenlere nasıl taşındığını izlemek için kritiktir.

Galaktik bir bulutta yeni bir kükürt halkası gözlendi

Yazarlar, Samanyolu’nun merkezine yakın Sagittarius B2 kompleksinde yer alan G+0.693 adlı devasa moleküler buluta odaklandı. Bu bulut, karmaşık organik moleküller açısından bir hazine ve yavaş bulut–bulut çarpışmaları ile enerjik parçacık bombardımanı tarafından sürekli olarak karıştırılıyor. İspanya’daki iki büyük radyo teleskoptan alınan çok hassas gözlemleri birleştirerek, daha önce görülmemiş moleküllerin zayıf spektral parmak izlerini aramak için geniş bir radyo frekansı aralığını taradılar. 13 atomlu bir kükürt halkası olan 2,5-sikloheksadiyen-1-tionun net tespitini bildiriyorlar; bu molekül, tiyofenol olarak bilinen daha basit bir meteorit molekülünün yakın bir kimyasal akrabasıdır. Bu molekül şimdi yıldızlararası gazda tanımlanan en büyük kükürt içeren tür ve uzayda kükürt taşıyan bir halkasal hidrokarbonun ilk doğrulanmış örneğidir.

Laboratuvar kıvılcımlarından kozmik parmak izlerine

Gökyüzünde böyle özgül bir molekülü bulmak, radyo imzası önceden bilinmiyorsa mümkün değildir. Bu parmak izini elde etmek için ekip önce laboratuvarda 2,5-sikloheksadiyen-1-thione üretti. Tiyofenol gazını süpersonik bir jetteki elektriksel deşarja geçirip sonuçta oluşan molekülleri yüksek hassasiyetli bir mikrodalga spektrometresiyle ölçtüler. Bu düzenek ürünleri mutlak sıfıra birkaç derece üzerine soğutarak yıldızlararası koşulları yakından taklit etti ve son derece keskin dönme hatlarının kaydedilmesine olanak sağladı. Bu hatlardan onlarcası daha sonra molekülün dönme sabitlerini çıkarmak ve emisyon frekanslarını kilohertz doğruluğunda tahmin etmek için kuantum-kimyasal modellerle uyarlandı. Bu katalogla donanmış olarak, gökbilimciler G+0.693 taramasında karışmamış onlarca hattı eşleştirebildi ve buluttaki 140’tan fazla bilinen başka molekülle karışma olasılığını elediler.

Kükürt halkalarının nasıl inşa edildiğine dair ipuçları

Molekülün tespit edilmesi yalnızca ilk adımdır; bir sonraki zorluk onun nasıl oluştuğunu anlamaktır. Bulutun orta yoğunluğu ve düşük uyarılma sıcaklığı yalnızca düşük enerjili geçişlerin görünür olduğu anlamına gelir, ancak bunlar yine de 2,5-sikloheksadiyen-1-thione’un nadir olsa da kesin olarak var olduğunu ortaya koyar. Yazarlar, yapısal akrabaları—başka bir halka izomeri ve tiyofenolun kendisi—ile karşılaştırıyor; bu türler net şekilde görülmüyor. Yeni tespit edilen türün daha güçlü bir elektriksel kutuplanmaya sahip olduğu için tespitinin daha kolay olduğunu, ancak aynı zamanda daha verimli biçimde de oluşuyor olabileceğini savunuyorlar. İlgili karbon kimyasından gelen deneyler ve modellerden hareketle, kozmik ışınlarla tetiklenen ve ardından hafif şoklarla serbest bırakılan toz taneciklerinin buzlu yüzeylerinde gerçekleşen reaksiyonların küçük kükürt–karbon zincirlerini daha büyük halkalara birleştirebileceğini öne sürüyorlar. Ancak henüz ayrıntılı laboratuvar veya teorik yollar geliştirilmiş değil; bu yüzden kesin tarif açık bir soru olarak kalıyor.

Eksik kükürt bilmecesi için bunun anlamı

Bu yeni kükürt halkası G+0.693’teki kükürt bütçesinin sadece küçük bir dilimini oluşturuyor olsa da, keşfi muhtemelen birçok başka ilgili molekülün de bulunmayı beklediğinin bir işaretidir. Bir siyanür yan grubuna sahip basit aromatik bir halkasının ilk tespiti uzayda karmaşık karbon halkalarının tüm bir popülasyonunun kapısını açtığı gibi, 2,5-sikloheksadiyen-1-thione da kükürtçe zengin halkalar ve daha büyük polisiklik bileşikler ailesinin habercisi olabilir. Bu türler büyük olasılıkla yoğun bulutlardaki “eksik kükürt” sorunun tamamını çözmez, ancak yıldızlararası gazın kimyası ile meteoritlerde ve kuyruklu yıldız materyalinde görülen kükürt ağır organikler arasında somut bir bağ sağlarlar. Bu bakımdan çalışma, yıldızlar arasındaki soğuk, seyrek alanlardan gezegenlerin sıcak, yaşayan yüzeylerine uzanan zincirde bir adımı daha doldurmaya yardımcı olur.

Atıf: Araki, M., Sanz-Novo, M., Endres, C.P. et al. A detection of sulfur-bearing cyclic hydrocarbons in space. Nat Astron 10, 401–409 (2026). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02749-7

Anahtar kelimeler: yıldızlararası moleküller, kükürt kimyası, astrobiyoloji, moleküler bulutlar, prebiyotik organikler