Oksijen evrende en bol bulunan üçüncü element olsa da, Dünya'dan ayrıldıktan sonra yok olur. Dünya oksijenle doluyken uzayda neden oksijen yok denecek kadar azdır? Herkes uzayda neden sesin olmadığını bilir: Ses dalgalarını taşıyacak hava yoktur. MÖ 350'lerden beri uzayın vakum olduğunu biliyoruz ve daha yeni araştırmalar da bunu kanıtladı.
- İlgili: Uzayda Ses Duyulur mu?
Peki, uzayda neden çok az oksijen var? Uzaya insan göndermeden önce NASA ve diğer uzay kuruluşları uzay giysileri konusunda bolca bilgiye sahipti, ancak uzayda oksijen olup olmadığı pek bilinmiyordu. Bununla birlikte, uzaydaki atmosfere ya da daha doğru bir ifadeyle atmosferin yokluğuna ilişkin araştırmalar, moleküler oksijenin uzayda var olduğunu ancak şimdiye kadar sadece iki yerde bulunduğunu gösterdi.
Uzayın Boşluk Olduğunun Keşfedilmesi
Mürettebatlı uzay uçuşları 1950'lerde başladığı için uzayda oksijen olup olmadığını ilk başlarda doğrudan belirlemek imkansızdı. Uzayda oksijen bulunmadığını tahmin etmek için ilk olarak tümdengelim, gözlem ve çok sayıda uçuş yöntemi kullanıldı.
Atmosfer Dünya'nın etrafındaki koruyucu bir kalkandır. Tarih boyunca Dünya yüzeyinden uzaklaştıkça atmosferin nasıl değiştiğini inceledik. İki bilim insanı, Blaise Pascal ve kayınbiraderi Florin Perier, 1648 yılında bir metre yüksekliğinde cıvalı bir cam sütunla bir dağa tırmandı. İlk Torricelli barometresi sayesinde hava basıncının yükseklikle birlikte azaldığını gördüler. Avrupa'nın en yüksek dağı Mont Blanc'da irtifa hastalığı riskini göze alan farklı bir araştırmacı 1787 yılında yaptığı daha ileri bir araştırma ile hava basıncındaki düşüşle sıcaklığın da düştüğünü kanıtladı.
Bu keşifler atmosferimizin yerçekiminden kurtulduğunu ve uzay boşluğuna dağıldığını gösterdi; bu durum daha sonra balonlarla atmosferin çok daha yükseklerine çıkılarak teyit edildi. İlk bilim insanları, daha yüksek irtifalarda daha düşük hava basıncı olduğunu ve atmosferde 6,5 km yukarıda yaşamı neredeyse imkansızlaştıran düşük oksijen seviyesi olduğunu göstermek için hayatlarını riske attılar.
Atmosferimizin en yüksek katmanlarında daha az oksijen ve daha düşük hava basıncı olduğu, insansız meteoroloji balonlarıyla daha yüksek rakımlarda yapılan araştırmalarla kanıtlandı.
Uzayda Neden Oksijen Yok?
Oksijen ilk kez 1770'lerde tanımlanmış olsa da, gökbilimciler uzayda nerede oksijen bulunabileceğini ancak son zamanlarda öğrendiler. Tespit etmesi çok zor olmasının nedeni yıldız tozlarıdır. Tıpkı insanın yıldız tozundan oluşması gibi yıldız tozları uzayda oksijenin olduğu yerlerdir.
Bazı bilim insanları oksijenin Büyük Patlama'yla oluşmadığına işaret etse de uzayda oksijen var. Ancak genç yıldızlardaki nükleer füzyon süreçleriyle ortaya çıkıyorlar. Yıldızlar hidrojen ve helyumu yiyip bitirirken karbon ve oksijen üretir. Karbon temelli yaşamı oluşturan bu bileşenler, bir yıldızın ölümüne doğru uzaya savrulur.
NASA'nın 2015'ten bir duyurusuna göre Avrupa Uzay Ajansı'nın Herschel Gözlemevi'ndeki kızılötesi dedektörler uzayda yalnız iki yerde oksijen bulunduğunu tespit etmiştir: Orion Bulutsusu ve Rho Ophiuchi bulut kompleksi. Uzayda neredeyse oksijen olmamasının nedeni oksijenin daha önce sanılandan çok daha "inatçı" olması olabilir.
Dünya'daki uzay tozu bulutu koşullarını taklit eden yeni bir araştırmaya göre, oksijen elementinin bağlanma enerjisi tahmin edilenden yaklaşık iki kat yüksektir. Bu güçlü bağlantı yıldız tozundaki oksijen atomlarının birbiriyle birleşerek solunabilir O2'ye dönüşmesini engelliyor. Uzay tozu parçacıklarına sıkıca tutunan oksijen atomları aksine hidrojenle birleşiyor ve H2O yani su oluşturuyorlar ancak bu da donuyor.
Her ne kadar uzayda kendilerini üreten yıldızlar etrafında bolca oksijen atomu bulunsa da, yıldız tozu hızla etraflarında toplanıyor ve oksijen atomları bu tozları bırakmıyor. Artık geceleri yıldızlara bakarken bu gerçeği düşünebilirsiniz. Evrenin nasıl işlediği ve uzayda nerede oksijen olduğunu bilmek sizi biraz daha rahatlatabilir.
Oksijen Bulunan Gezegenler
Araştırmacılar Güneş Sistemi'mizdeki uzak gezegenlerde oksijen olduğuna dair kanıtlara sahip. Hubble Uzay Teleskobu'na göre, Jüpiter'in uydularından olan Europa'nın atmosferinde moleküler oksijen bulunduğuna dair işaretler var. Sıcaklığın son derece düşük olduğu Europa'nın yüzeyinde buz var. Su hidrojen ve oksijenden oluştuğu için, oksijen her zaman moleküler formda olmasa da suyun olduğu her yerde bulunabilir.
Ancak Europa'da güneş ışığı, toz ve diğer kirleticiler yüzeydeki buza çarparak su buharı üretir ve bu buhar daha sonra parçalanarak moleküler hidrojen ve oksijen oluşturur. Uzaya kaçan oksijen ile Europa'nın son derece ince atmosferindeki buzdan gelen taze oksijen arasında bir denge oluşur.
Oksijen Uzayda Ne Kadar Nadir?
Evrende en bol bulunan üçüncü element olarak oksijen uzayda bol miktarda bulunmalı diye düşünebilirsiniz. Ancak, gezegenler, yıldızlar ve diğer gök cisimleri arasında sadece seyrek miktarda toz, gaz ve radyasyon var. Soluduğumuz ve O2 adı verilen iki atomdan oluşan moleküler oksijen, onlarca yıllık astronomi çalışmalarına rağmen uzayda inanılmaz derecede nadirdir. Öyle ki uzayda hidrojen (H2) moleküllerinin oksijene (O2) oranı 1.000.000'da 1'dir.
Dünya'daki O2 bitkiler, algler ve fitoplanktonlar CO2'yi emerek fotosentezle enerjiye dönüştürmesiyle oluşur. Atmosferin yaklaşık %20'si, yerçekimi ile gezegene sıkıca bağlanmış solunabilir oksijene sahip. Ancak üst katmanlarda yerçekimi gücü daha zayıftır ve oksijen uzay boşluğuna karışır. Yükseklikteki oksijen uzaya sürüklenme eğiliminde olduğundan, çoğu dağcının Everest Dağı'nın zirvesine çıkarken yanlarında fazladan malzeme getirmesi gerekiyor.
Dünya'daki havanın %77'si nitrojen, %21'i oksijendir ve çok az miktarda argon, karbondioksit ve su bulunur. Dünya ilk oluştuğunda, atmosferinde muhtemelen çok daha fazla karbondioksit vardı, ancak o zamandan beri, çoğunlukla karbonat kayalarına entegre oldu ve daha azı denizlere çözündü ve bitkiler gibi canlılar tarafından yutuldu. Karbondioksitin atmosfer ile bu karbon "yutakları" arasındaki döngüsü, levha tektoniği ve biyolojik faaliyetler sayesinde sürüyor.
Uzaydaki Oksijen Varlığı ile İlgili Sık Sorulanlar
Uzayda oksijen var mıdır?
Oksijen uzayda mevcuttur, ancak hidrojen ve helyum gibi diğer elementlere göre çok daha az bulunur. Oksijen evrende en bol bulunan elementlerden biri olsa da, uzayda elementel formda oldukça nadirdir. Bunun nedeni, oksijen atomlarının oldukça reaktif olması ve elementel formda kalmak yerine su ve karbondioksit gibi moleküller oluşturmak için diğer atomlarla bağ kurma eğiliminde olmasıdır.
İnsanlar uzayda nefes alabilir mi?
Oksijen sağlayacak bir atmosfer olmadığı için insanlar uzay boşluğunda nefes alamazlar. Bununla birlikte, uzay giysileri ve uzay araçları astronotların nefes alması için oksijen sağlayan sistemlerle donatılmıştır ve bazı uzay araçlarında Dünya'daki koşulları simüle eden yapay bir atmosfer vardır.
Uzay araştırmalarında oksijen nasıl kullanılır?
Oksijen, astronotlar için yaşam destek sistemlerinin kritik bir bileşenidir, onlara solunabilir hava sağlar ve karbondioksit ve diğer atık gazları giderir. Oksijen ayrıca roketler ve tahrik sistemleri için yakıt olarak kullanılır ve uzayda yürütülen birçok bilimsel deneyin önemli bir bileşenidir.
Uzayda oksijen üretilebilir mi?
Evet, su moleküllerini hidrojen ve oksijene ayırmak için elektrik kullanan elektroliz adı verilen bir işlem kullanılarak uzayda oksijen üretilebilir. Bu yöntem Uluslararası Uzay İstasyonu'nda mürettebat için oksijen üretmek amacıyla kullanılmıştır.
Uzaydaki oksijenin kökeni nedir
Oksijen esas olarak yıldızların çekirdeklerinde hidrojen ve helyumu daha ağır elementlere dönüştüren nükleer füzyon reaksiyonları yoluyla oluşturulur. Yıldızlar yakıtlarını tükettiklerinde, süpernovalarda patlayarak oksijen ve diğer elementleri çevreleyen uzaya salabilirler.
Oksijenin gezegen oluşumundaki rolü nedir?
Oksijen, gezegenlerin ve atmosferlerinin oluşumunda kilit bir unsurdur. Su gibi bileşikler oluşturmak için diğer elementlerle birleşebilir ve bu da bildiğimiz yaşamın gelişimi için gereklidir.
Uzay araştırmalarında oksijeni bir malzeme olarak kullanma potansiyelimiz nedir?
Oksijen, yaşam destek ve itiş sistemleri için gerekli olduğundan uzay araştırmalarında bir kaynak olarak kullanılabilir. Ay'ın ve diğer gök cisimlerinin regolitinden (yüzeydeki gevşek malzeme) oksijen elde edilmesine yönelik öneriler de bulunmaktadır; bu da gelecekteki uzay görevleri için potansiyel olarak bir oksijen kaynağı sağlayabilir.