Les scientifiques pensent que le meilleur endroit pour rechercher des preuves de vie extraterrestre est Mars. Cependant, c'est loin d'être
Une grande partie de ce que nous savons sur Titan aujourd'huiassocié à l'engin spatial Cassini, qui a fait le tour de Saturne de 2004 à 2017 et a achevé sa mission en plongeant dans l'atmosphère de la planète. Pendant ce temps, Cassini a fait de nombreuses mesures directes de l'atmosphère de Titan, découvrant un environnement étonnamment semblable à la Terre. En fait, c'est le seul autre corps du système solaire dans lequel il y a une atmosphère d'azote dense et des processus organiques ont lieu.
Ce qui est particulièrement intéressant, c'est que les scientifiquespense qu'il y a environ 2,8 milliards d'années, l'atmosphère de la Terre pourrait être similaire. Cela coïncide avec l'ère mésoarchéenne, une période où les cyanobactéries photosynthétiques ont créé les premiers systèmes récifaux et ont lentement converti le dioxyde de carbone atmosphérique de la Terre en oxygène gazeux (ce qui a finalement conduit à l'équilibre actuel de l'azote et de l'oxygène).
Bien que l'on pense que la surface de Titan contientindices qui pourraient améliorer notre compréhension de l'origine de la vie dans notre système solaire, obtenir une image claire de cette surface a été un défi. La raison en est liée à l'atmosphère de Titan, qui est criblée d'une brume photochimique dense qui diffuse la lumière.
"La brume de Titan est constituée de nanoparticules,constitué d’une grande variété de molécules organiques grandes et complexes contenant du carbone, de l’hydrogène et de l’azote. Ces molécules se forment dans une cascade de réactions chimiques lorsque des rayonnements (ultraviolets et cosmiques) frappent un mélange de méthane, d'azote et d'autres gaz. dans une atmosphère semblable à celle de Titan. »
Léo Gross et Natalie Carrasco, IBM
En conséquence, les scientifiques ne savent toujours pas grand-choseles processus qui régissent l'atmosphère de Titan, y compris la structure chimique précise des grosses molécules qui composent cette brume. Pendant des décennies, les astrochimistes ont mené des expériences en laboratoire avec des molécules organiques similaires connues sous le nom de tholins, un terme dérivé du mot grec pour «nuageux».
Les tolins appartiennent à une large gamme decomposés contenant du carbone qui se forment lorsqu'ils sont exposés aux rayons ultraviolets solaires ou aux rayons cosmiques. Ces molécules sont communes dans le système solaire externe et se trouvent couramment dans les corps de glace, où la couche de surface contient de la glace de méthane qui est exposée au rayonnement. Leur présence est indiquée par une surface rougeâtre ou des taches de couleur sépia.
Pour leurs recherches, une équipe dirigée par Schultz et Maillard a mené une expérience dans laquelle ils ont observé des tholins à différents stades de formation dans des conditions de laboratoire.
« Nous avons rempli un récipient en acier inoxydableun mélange de méthane et d'azote, puis a initié des réactions chimiques via une décharge électrique, simulant ainsi les conditions de l'atmosphère de Titan. Nous avons ensuite analysé plus de 100 des molécules qui composent les tholins de Titan dans notre laboratoire de Zurich, obtenant des images à résolution atomique d'environ une douzaine d'entre elles à l'aide de notre microscope à force atomique à basse température fait maison.
Léo Gross et Natalie Carrasco, IBM
En triant des molécules de différentes tailles, l'équipeont pu mieux comprendre les différentes étapes de croissance de ces molécules, ainsi que leur composition chimique. Essentiellement, ils ont observé un élément clé de l’atmosphère de Titan au fur et à mesure qu’il se formait et s’accumulait, créant le fameux effet de brouillard.
Les scientifiques ont observé l'architecture moléculaire pour la première foiscomposés synthétiques similaires à ceux dont on pense qu'ils provoquent une brume orange dans l'atmosphère de Titan. De plus, leurs découvertes pourraient mettre en lumière un mystérieux cycle hydrologique à base de méthane. Sur Terre, ce cycle consiste en la transition de l'eau d'un état gazeux (vapeur d'eau) à un état liquide (pluie et eau de surface). Sur Titan, le même cycle se produit avec le méthane, qui est transféré du méthane atmosphérique et tombe sous forme de pluie de méthane, formant les fameux lacs d'hydrocarbures.
Dans ce cas, les résultats du groupe de recherchepourrait révéler le rôle que joue la brume chimique dans le cycle du méthane de Titan, y compris si ces nanoparticules peuvent flotter sur ses lacs de méthane. De plus, ces découvertes pourraient montrer si des aérosols atmosphériques similaires ont contribué à créer la vie sur Terre il y a des milliards d'années.
Les structures moléculaires sont connues pour être bonnesabsorbeurs de lumière ultraviolette. Ceci, à son tour, signifie que la brume pourrait agir comme un bouclier, protégeant les molécules d'ADN sur la surface de la Terre primitive contre les radiations dommageables.
La NASA prévoit d'envoyer à Titan d'ici les années 2030un giravion robotique appelé Dragonfly pour explorer sa surface et son atmosphère et rechercher des signes de vie possibles. Comme toujours, les travaux théoriques et les expériences de laboratoire menés entre-temps permettront aux scientifiques de se concentrer et d'augmenter les chances que la mission, une fois arrivée, trouve ce qu'elle recherche.
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