Vědci věří, že nejlepším místem pro hledání důkazů o mimozemském životě je Mars. To však zdaleka není
Hodně z toho, co dnes víme o Titanuspojený s kosmickou lodí Cassini, která obíhala kolem Saturnu v letech 2004 až 2017 a dokončila svoji misi ponořením do atmosféry planety. Během této doby provedla Cassini mnoho přímých měření atmosféry Titanu a objevila překvapivě prostředí podobné Zemi. Ve skutečnosti je to jediné další těleso ve sluneční soustavě, ve kterém je hustá dusíková atmosféra a probíhají organické procesy.
Zvláště zajímavé je, že vědcivěřte, že zhruba před 2,8 miliardami let mohla být atmosféra Země podobná. To se shoduje s mezoarchejskou dobou, obdobím, kdy fotosyntetické sinice vytvořily první útesové systémy a pomalu převáděly atmosférický oxid uhličitý na plynný kyslík (což nakonec vedlo k současné rovnováze dusíku a kyslíku).
Ačkoli se předpokládá, že povrch Titanu obsahujevodítka, která by mohla zlepšit naše chápání toho, jak život vznikl v naší sluneční soustavě, bylo získání jasného obrazu o tomto povrchu výzvou. Důvodem je společná atmosféra Titanu, která je plná hustého fotochemického oparu, který rozptyluje světlo.
"Titanův opar je vyroben z nanočástic,skládající se ze široké škály velkých a složitých organických molekul obsahujících uhlík, vodík a dusík. Tyto molekuly vznikají v kaskádě chemických reakcí, když (ultrafialové a kosmické) záření dopadá na směs metanu, dusíku a dalších plynů. v atmosféře podobné té na Titanu."
Leo Gross a Natalie Carrasco, IBM
Výsledkem je, že o tom vědci stále nevědíprocesy, které řídí atmosféru Titanu, včetně přesné chemické struktury velkých molekul, které tvoří tento opar. Po desetiletí astrochemici prováděli laboratorní experimenty s podobnými organickými molekulami známými jako tholiny, což je termín odvozený z řeckého slova pro „oblačno“.
Toliny patří do široké škály organických láteksloučeniny obsahující uhlík, které se tvoří při vystavení slunečnímu ultrafialovému záření nebo kosmickému záření. Tyto molekuly jsou běžné ve vnější sluneční soustavě a běžně se vyskytují v ledových tělesech, kde povrchová vrstva obsahuje metanový led, který je vystaven záření. Jejich přítomnost je indikována červeným povrchem nebo sépiovými skvrnami.
Pro svůj výzkum provedl tým vedený Schultzem a Maillardem experiment, při kterém v laboratorních podmínkách pozoroval tholiny v různých fázích vzniku.
„Naplnili jsme nádobu z nerezové ocelisměs metanu a dusíku a poté zahájily chemické reakce prostřednictvím elektrického výboje, čímž byly simulovány podmínky v atmosféře Titanu. Poté jsme v naší laboratoři v Curychu analyzovali více než 100 výsledných molekul, které tvoří Titanovy tholiny, a získali jsme snímky s atomovým rozlišením asi tuctu z nich pomocí našeho domácího nízkoteplotního mikroskopu atomární síly."
Leo Gross a Natalie Carrasco, IBM
Tříděním molekul různých velikostí týmzískali přehled o různých fázích růstu těchto molekul a také o tom, jak vypadá jejich chemické složení. V podstatě pozorovali klíčovou složku atmosféry Titanu, jak se formovala a hromadila, čímž se vytvořil slavný efekt mlhy.
Vědci poprvé pozorovali molekulární architekturusyntetické sloučeniny podobné těm, o nichž se předpokládá, že způsobují oranžový opar v atmosféře Titanu. A co víc, jejich nálezy by mohly osvětlit záhadný hydrologický cyklus na bázi metanu. Na Zemi tento cyklus spočívá v přechodu vody z plynného stavu (vodní pára) do kapalného stavu (déšť a povrchová voda). Na Titanu dochází ke stejnému cyklu s metanem, který se přenáší z atmosférického metanu a klesá jako metanový déšť a tvoří slavná uhlovodíková jezera.
V tomto případě výsledky výzkumné skupinymohl odhalit roli, kterou chemický zákal hraje v metanovém cyklu Titanu, včetně toho, zda tyto nanočástice mohou plavat na jeho metanových jezerech. Kromě toho by tyto objevy mohly ukázat, zda podobné atmosférické aerosoly pomohly vytvořit život na Zemi před miliardami let.
O molekulárních strukturách je známo, že jsou dobréabsorbéry ultrafialového světla. To zase znamená, že opar by mohl fungovat jako štít a chránit molekuly DNA na povrchu rané Země před škodlivým zářením.
NASA plánuje vyslat na Titan do 30. let 20. stoletírobotické rotorové letadlo s názvem Dragonfly, aby prozkoumalo jeho povrch a atmosféru a hledalo možné známky života. Teoretické práce a laboratorní experimenty prováděné mezitím jako vždy umožní vědcům omezit jejich zaměření a zvýšit pravděpodobnost, že mise, jakmile dorazí, najde to, co hledá.
Viz také:
Fyzici vytvořili analogii černé díry a potvrdili Hawkingovu teorii. Kam to vede?
Potrat a věda: co se stane s dětmi, které porodí
Vědci objevili rychlostní limit v kvantovém světě