Wissenschaftler haben die Bedingungen auf Titan im Labor nachgestellt

Titan, der größte Saturnmond, ist ein natürliches Labor zur Erforschung der Ursprünge des Lebens.

Titan hat wie die Erde eine dichte Atmosphäre undsaisonale Wetterzyklen, aber die chemische und mineralogische Zusammensetzung variiert erheblich. Wissenschaftler haben kürzlich im Labor die Bedingungen auf Titan nachgebildet. Sie bestimmten die grundlegenden Eigenschaften zweier organischer Moleküle, von denen die Forscher glauben, dass sie als Mineralien auf Titan existieren.

Einfache organische Moleküle, dieAuf der Erde liegen sie in flüssiger Form vor, auf Titan sehen sie aus wie feste Eismineralkristalle. Der Grund sind niedrige Temperaturen – bis zu −178 °C. Während des Experiments entdeckten die Wissenschaftler, dass zwei Moleküle, die auf Titan wahrscheinlich reichlich vorhanden sind – Acetonitril (ACN) und Propionitril (PCN) – überwiegend in einer kristallinen Form vorkommen. Es entstehen hochpolare Nanooberflächen, die als Vorlagen für die Selbstorganisation anderer Moleküle dienen können.

Dank der Cassini-Mission haben Wissenschaftler das gelerntTitan ist ein großartiger Ort, um den Ursprung des Lebens zu erforschen. Titan hat wie die Erde eine dichte Atmosphäre, besteht jedoch hauptsächlich aus Stickstoff und etwas Methan. Es ist neben der Erde der einzige bekannte Körper im Weltraum, bei dem Wissenschaftler eindeutige Hinweise auf stabile Ansammlungen von Oberflächenflüssigkeit gefunden haben. Angetrieben durch Sonnenenergie, das Magnetfeld des Saturn und kosmische Strahlung reagieren Stickstoff und Methan auf Titan und bilden organische Moleküle unterschiedlicher Größe und Komplexität. Es wird angenommen, dass ACN und PCN als Aerosole im charakteristischen gelben Dunst des Mondes vorhanden sind und an die Oberfläche fallen, wo sie sich als feste Mineralstücke absetzen.

Farbbild von Dunstschichten in Titans Atmosphäre. Bildnachweis: NASA

Die Eigenschaften dieser Moleküle auf der Erde sind gutsind bekannt, ihre Eigenschaften unter ähnlichen Bedingungen wie bei Titan wurden jedoch noch nicht untersucht. „Im Labor haben wir die Bedingungen auf Titan in winzigen Glaszylindern nachgebildet“, sagt Tomce Runczewski, Ph.D., der Hauptforscher des Projekts. „Im Experiment haben wir Stickstoff sowie ACN und PCN verwendet, um Niederschlag zu simulieren.“ Anschließend erhöhen und senken die Forscher die Temperatur leicht, um Temperaturschwankungen auf der Mondoberfläche zu simulieren.

Die resultierenden Kristalle wurden analysiertMit Hilfe von Synchrotron- und Neutronenbeugungsgeräten, spektroskopischen Experimenten und kalorimetrischen Messungen haben wir viel über bisher unbekannte Strukturen des Planeteneises herausgefunden. Wir haben beispielsweise herausgefunden, dass sich eine kristalline Form von PCN nicht gleichmäßig in drei Dimensionen ausdehnt. Detaillierte Kenntnisse über diese Mineralien werden dazu beitragen, die Oberfläche von Titan besser zu verstehen“, schließt Runczewski.

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