Tutkijat uskovat, että paras paikka etsiä todisteita maan ulkopuolisesta elämästä on Mars. Tämä on kuitenkin kaukana
Paljon siitä, mitä tiedämme Titanista tänäänliittyy avaruusalukseen Cassiniin, joka kierteli Saturnusta vuosina 2004-2017 ja suoritti tehtävänsä sukeltamalla planeetan ilmakehään. Tänä aikana Cassini teki monia suoria mittauksia Titanin ilmakehästä ja löysi huomattavan maapallon kaltaisen ympäristön. Itse asiassa tämä on ainoa aurinkokunnan runko, jossa on tiheä typpiatmosfääri ja tapahtuu orgaanisia prosesseja.
Erityisen mielenkiintoista on, että tutkijatuskomme, että noin 2,8 miljardia vuotta sitten maapallon ilmakehä voisi olla samanlainen. Tämä tapahtuu samanaikaisesti Mesoarkean aikakauden kanssa, jolloin fotosynteettiset syanobakteerit loivat ensimmäiset riuttajärjestelmät ja muuttivat maapallon ilmakehän hiilidioksidia happikaasuksi (mikä lopulta johti typen ja hapen nykyiseen tasapainoon).
Vaikka Titanin pinnan uskotaan sisältävänvihjeitä, jotka voisivat parantaa ymmärrystä siitä, miten elämä syntyi aurinkokunnassamme, selkeän kuvan saaminen tästä pinnasta on ollut haaste. Syynä tähän on Titanin ilmakehä, joka on täynnä tiheää valokemiallista sumua, joka hajottaa valoa.
"Titanin sameus on tehty nanohiukkasista,koostuu laajasta valikoimasta suuria ja monimutkaisia orgaanisia molekyylejä, jotka sisältävät hiiltä, vetyä ja typpeä. Nämä molekyylit muodostuvat kemiallisten reaktioiden sarjassa, kun (ultravioletti- ja kosminen) säteily osuu metaanin, typen ja muiden kaasujen seokseen. samankaltaisessa ilmapiirissä kuin Titanissa."
Leo Gross ja Natalie Carrasco, IBM
Tämän seurauksena tutkijat eivät edelleenkään tiedä paljoaTitanin ilmakehää hallitsevat prosessit, mukaan lukien tämän sumun muodostavien suurten molekyylien tarkka kemiallinen rakenne. Vuosikymmenien ajan astrokemikot ovat tehneet laboratoriokokeita samanlaisilla orgaanisilla molekyyleillä, jotka tunnetaan nimellä koliinit, termi, joka on johdettu kreikkalaisesta sanasta "pilvinen".
Toliinit kuuluvat laajaan valikoimaan orgaanisiahiiltä sisältävät yhdisteet, jotka muodostuvat altistettaessa auringon ultraviolettisäteilylle tai kosmisille säteille. Nämä molekyylit ovat yleisiä aurinkokerroksessa ja tavallisesti jääkappaleissa, joissa pintakerros sisältää metaanijäätä, joka altistuu säteilylle. Niiden läsnäolosta ilmaisee punertava pinta tai seepianväriset täplät.
Schultzin ja Maillardin johtama ryhmä suoritti tutkimustaan varten kokeen, jossa he havaitsivat toliinien muodostumisen eri vaiheissa laboratorio-olosuhteissa.
”Täytimme ruostumattomasta teräksestä valmistetun astianmetaanin ja typen seos ja aloitti sitten kemialliset reaktiot sähköpurkauksen kautta, mikä simuloi Titanin ilmakehän olosuhteita. Analysoimme sitten yli 100 tuloksena olevaa molekyyliä, jotka muodostavat Titanin toliinit Zürichin laboratoriossamme ja saimme niistä noin kymmenestä atomiresoluutioisia kuvia käyttämällä kotitekoista matalan lämpötilan atomivoimamikroskooppiamme."
Leo Gross ja Natalie Carrasco, IBM
Lajittelemalla erikokoisia molekyylejä tiimisai käsityksen näiden molekyylien eri kasvuvaiheista sekä miltä niiden kemiallinen koostumus näyttää. Pohjimmiltaan he havaitsivat Titanin ilmakehän avainkomponentin, kun se muodostui ja kasautui luoden kuuluisan sumuefektin.
Tutkijat havaitsivat molekyyliarkkitehtuurin ensimmäistä kertaasynteettiset yhdisteet, jotka ovat samanlaisia kuin uskotaan aiheuttavan oranssin sumun Titanin ilmakehässä. Lisäksi heidän löydöksensä voivat valaista salaperäistä metaanipohjaista hydrologista kiertoa. Maapallolla tämä kierto koostuu veden siirtymisestä kaasumaisesta tilasta (vesihöyry) nestemäiseen tilaan (sade ja pintavesi). Titanilla sama kierto tapahtuu metaanilla, joka siirtyy ilmakehän metaanista ja putoaa metaanisateena muodostaen kuuluisat hiilivetyjärvet.
Tässä tapauksessa tutkimusryhmän tuloksetvoisi paljastaa kemiallisen sumun roolin Titanin metaanisyklissä, mukaan lukien, voivatko nämä nanohiukkaset kellua metaanijärville. Lisäksi nämä löydöt voisivat osoittaa, auttoivatko vastaavat ilmakehän aerosolit luomaan elämää maapallolla miljardeja vuosia sitten.
Molekyylirakenteiden tiedetään olevan hyviäultraviolettivalon absorboijat. Tämä puolestaan tarkoittaa, että usva voi toimia suojana, joka suojaa varhaisen maan pinnan DNA-molekyylejä vahingolliselta säteilyltä.
NASA aikoo lähettää Titanille vuoteen 2030 mennessärobotti-roottorilaiva nimeltä Dragonfly tutkia sen pintaa ja ilmakehää ja etsiä mahdollisia elämän merkkejä. Kuten aina, tällä välin suoritetut teoreettiset työt ja laboratoriokokeet antavat tutkijoille mahdollisuuden kaventaa keskittymistään ja lisätä mahdollisuuksia, että lähetys saavuttaessaan löytää etsimänsä.
Katso myös:
Fyysikot ovat luoneet analogin mustasta aukosta ja vahvistaneet Hawkingin teorian. Minne se johtaa?
Abortti ja tiede: mitä tapahtuu synnyttäville lapsille
Tutkijat ovat löytäneet nopeusrajoituksen kvanttimaailmassa