Titan, la plus grande lune de Saturne, est un laboratoire naturel pour étudier les origines de la vie.
Des molécules organiques simples quisur Terre, ils se présentent sous forme liquide, sur Titan, ils ressemblent à des cristaux minéraux de glace solides. La raison en est les basses températures - jusqu'à −178 °C. Au cours de l’expérience, les scientifiques ont découvert que deux molécules susceptibles d’être présentes en abondance sur Titan – l’acétonitrile (ACN) et le propionitrile (PCN) – se trouvent principalement sous une forme cristalline. Il crée des nanosurfaces hautement polaires qui peuvent servir de modèles pour l'auto-assemblage d'autres molécules.
Grâce à la mission Cassini, les scientifiques ont appris queTitan est un endroit idéal pour étudier l'origine de la vie. Comme la Terre, Titan a une atmosphère dense, mais elle est principalement composée d’azote et d’un peu de méthane. C'est le seul corps connu dans l'espace autre que la Terre où les scientifiques ont trouvé des preuves claires de l'existence de bassins stables de liquide à la surface. Alimentés par l'énergie solaire, le champ magnétique de Saturne et les rayons cosmiques, l'azote et le méthane réagissent sur Titan pour former des molécules organiques de tailles et de complexité variables. On pense que l'ACN et le PCN sont présents dans la brume jaune caractéristique de la Lune sous forme d'aérosols et tombent à la surface, se déposant sous forme de morceaux solides de minéraux.
Image couleur de couches de brume dans l'atmosphère de Titan. Crédit : NASA
Les propriétés de ces molécules sur Terre sont bonnessont connus, mais leurs caractéristiques dans des conditions similaires à celles de Titan n'ont pas encore été étudiées. "En laboratoire, nous avons recréé les conditions sur Titan dans de minuscules cylindres de verre", explique Tomce Runczewski, Ph.D., chercheur principal du projet. "Dans l'expérience, nous avons utilisé de l'azote, ainsi que de l'ACN et du PCN pour simuler les précipitations." Les chercheurs augmentent et diminuent ensuite légèrement la température pour simuler les fluctuations de température à la surface de la Lune.
Les cristaux résultants ont été analysésà l'aide d'équipements de synchrotron et de diffraction de neutrons, d'expériences spectroscopiques et de mesures calorimétriques : « Nous avons découvert beaucoup de choses sur les structures jusqu'alors inconnues des glaces planétaires. Par exemple, nous avons constaté qu’une forme cristalline de PCN ne se dilate pas uniformément dans trois dimensions. Une connaissance détaillée de ces minéraux permettra de mieux comprendre à quoi ressemble la surface de Titan », conclut Runczewski.
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