Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το καλύτερο μέρος για να αναζητήσετε στοιχεία εξωγήινης ζωής είναι ο Άρης. Ωστόσο, αυτό απέχει πολύ από το
Πολλά από αυτά που γνωρίζουμε σήμερα για τον Τιτάνασυνδέεται με το διαστημικό σκάφος Cassini, το οποίο ήταν σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο από το 2004 έως το 2017 και ολοκλήρωσε την αποστολή του βυθίζοντας στην ατμόσφαιρα του πλανήτη. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο Cassini πραγματοποίησε πολλές άμεσες μετρήσεις της ατμόσφαιρας του Τιτάνα, ανακαλύπτοντας ένα εκπληκτικά περιβάλλον που μοιάζει με τη Γη. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι το μόνο άλλο σώμα στο ηλιακό σύστημα στο οποίο υπάρχει μια πυκνή ατμόσφαιρα αζώτου και πραγματοποιούνται οργανικές διεργασίες.
Αυτό που είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον είναι ότι οι επιστήμονεςΠιστέψτε ότι περίπου 2,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η ατμόσφαιρα της Γης θα μπορούσε να είναι παρόμοια. Αυτό συμπίπτει με την εποχή της Μεσοαρχίας, μια περίοδο κατά την οποία τα φωτοσυνθετικά κυανοβακτήρια δημιούργησαν τα πρώτα συστήματα υφάλων και μετέτρεψαν αργά το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα της Γης σε αέριο οξυγόνο (το οποίο τελικά οδήγησε στην τρέχουσα ισορροπία αζώτου και οξυγόνου)
Αν και πιστεύεται ότι η επιφάνεια του Τιτάνα περιέχειενδείξεις που θα μπορούσαν να βελτιώσουν την κατανόησή μας για το πώς προήλθε η ζωή στο ηλιακό μας σύστημα, η λήψη μιας σαφούς εικόνας αυτής της επιφάνειας ήταν μια πρόκληση. Ο λόγος για αυτό έχει να κάνει με την ατμόσφαιρα του Τιτάνα, η οποία είναι γεμάτη με πυκνή φωτοχημική ομίχλη που διασκορπίζει το φως.
«Η ομίχλη του Τιτάνα αποτελείται από νανοσωματίδια,που αποτελείται από μια μεγάλη ποικιλία μεγάλων και πολύπλοκων οργανικών μορίων που περιέχουν άνθρακα, υδρογόνο και άζωτο. Αυτά τα μόρια σχηματίζονται σε έναν καταρράκτη χημικών αντιδράσεων όταν (υπεριώδης και κοσμική) ακτινοβολία χτυπά ένα μείγμα μεθανίου, αζώτου και άλλων αερίων. σε μια ατμόσφαιρα παρόμοια με αυτή του Τιτάνα».
Leo Gross και Natalie Carrasco, IBM
Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμη πολλάτις διαδικασίες που διέπουν την ατμόσφαιρα του Τιτάνα, συμπεριλαμβανομένης της ακριβούς χημικής δομής των μεγάλων μορίων που απαρτίζουν αυτήν την ομίχλη. Για δεκαετίες, οι αστροχημικοί διεξήγαγαν εργαστηριακά πειράματα με παρόμοια οργανικά μόρια γνωστά ως θολίνες, έναν όρο που προέρχεται από την ελληνική λέξη για "συννεφιά"
Τα Tolins ανήκουν σε ένα ευρύ φάσμα οργανικώνενώσεις που περιέχουν άνθρακα που σχηματίζονται όταν εκτίθενται σε ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία ή κοσμικές ακτίνες. Αυτά τα μόρια είναι κοινά στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα και βρίσκονται συνήθως σε σώματα πάγου, όπου το επιφανειακό στρώμα περιέχει πάγο μεθανίου που εκτίθεται σε ακτινοβολία. Η παρουσία τους υποδεικνύεται από μια κατακόκκινη επιφάνεια ή σέπια.
Για την έρευνά τους, μια ομάδα με επικεφαλής τους Schultz και Maillard πραγματοποίησε ένα πείραμα στο οποίο παρατήρησαν τις θολίνες σε διάφορα στάδια σχηματισμού σε εργαστηριακές συνθήκες.
«Γεμίσαμε ένα δοχείο από ανοξείδωτο χάλυβαένα μείγμα μεθανίου και αζώτου, και στη συνέχεια ξεκίνησε χημικές αντιδράσεις μέσω ηλεκτρικής εκκένωσης, προσομοιώνοντας έτσι τις συνθήκες στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Στη συνέχεια, αναλύσαμε περισσότερα από 100 από τα προκύπτοντα μόρια που αποτελούν τις θολίνες του Τιτάνα στο εργαστήριό μας στη Ζυρίχη, λαμβάνοντας εικόνες ατομικής ανάλυσης περίπου δώδεκα από αυτά χρησιμοποιώντας το σπιτικό μας μικροσκόπιο ατομικής δύναμης χαμηλής θερμοκρασίας».
Leo Gross και Natalie Carrasco, IBM
Διαχωρίζοντας μόρια διαφορετικών μεγεθών, η ομάδααπέκτησε μια εικόνα για τα διαφορετικά στάδια ανάπτυξης αυτών των μορίων, καθώς και για το πώς μοιάζει η χημική τους σύνθεση. Ουσιαστικά, παρατήρησαν ένα βασικό συστατικό της ατμόσφαιρας του Τιτάνα καθώς σχηματιζόταν και συσσωρεύτηκε, δημιουργώντας το περίφημο φαινόμενο ομίχλης.
Οι επιστήμονες παρατήρησαν τη μοριακή αρχιτεκτονική για πρώτη φοράσυνθετικές ενώσεις παρόμοιες με εκείνες που πιστεύεται ότι προκαλούν πορτοκαλί ομίχλη στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Επιπλέον, τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να ρίξουν φως σε έναν μυστηριώδη υδρολογικό κύκλο με βάση το μεθάνιο. Στη Γη, αυτός ο κύκλος αποτελείται από τη μετάβαση του νερού από αέρια κατάσταση (υδρατμός) σε υγρή κατάσταση (βροχή και επιφανειακά ύδατα). Στον Τιτάνα, ο ίδιος κύκλος συμβαίνει με το μεθάνιο, το οποίο μεταφέρεται από το ατμοσφαιρικό μεθάνιο και πέφτει ως βροχή μεθανίου, σχηματίζοντας τις διάσημες λίμνες υδρογονανθράκων.
Σε αυτήν την περίπτωση, τα αποτελέσματα της ερευνητικής ομάδαςθα μπορούσε να αποκαλύψει το ρόλο που παίζει η χημική ομίχλη στον κύκλο του μεθανίου του Τιτάνα, συμπεριλαμβανομένου του κατά πόσον αυτά τα νανοσωματίδια μπορούν να επιπλέουν στις λίμνες του μεθανίου. Επιπλέον, αυτές οι ανακαλύψεις θα μπορούσαν να δείξουν εάν παρόμοια ατμοσφαιρικά αερολύματα συνέβαλαν στη δημιουργία ζωής στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.
Οι μοριακές δομές είναι γνωστό ότι είναι καλέςαπορροφητές υπεριώδους φωτός. Αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι η ομίχλη θα μπορούσε να λειτουργήσει ως ασπίδα, προστατεύοντας τα μόρια DNA στην πρώιμη επιφάνεια της Γης από την καταστροφική ακτινοβολία.
Η NASA σκοπεύει να στείλει στον Τιτάνα μέχρι το 2030ένα ρομποτικό στροφείο που ονομάζεται Dragonfly για να εξερευνήσει την επιφάνεια και την ατμόσφαιρά του και να αναζητήσει πιθανά σημάδια ζωής. Όπως πάντα, η θεωρητική εργασία και τα εργαστηριακά πειράματα που πραγματοποιήθηκαν εν τω μεταξύ θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να περιορίσουν την εστίασή τους και να αυξήσουν τις πιθανότητες ότι η αποστολή, μόλις φτάσει, θα βρει αυτό που ψάχνει.
Δείτε επίσης:
Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα ανάλογο μιας μαύρης τρύπας και επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Hawking. Πού οδηγεί;
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το όριο ταχύτητας στον κβαντικό κόσμο