A tudósok úgy vélik, hogy a földönkívüli élet bizonyítékainak keresésére a legjobb hely a Mars. Ez azonban messze van
Sok mindent tudunk ma a Titanrólkapcsolatban áll a Cassini űrhajóval, amely 2004 és 2017 között keringett a Szaturnusz körül, és misszióját a bolygó légkörébe zuhanva teljesítette. Ez idő alatt Cassini sok közvetlen mérést végzett a Titan légköréről, és meglepően Föld-szerű környezetet fedezett fel. Valójában ez az egyetlen olyan test a Naprendszerben, amelyben sűrű nitrogén atmoszféra van, és szerves folyamatok zajlanak.
Különösen érdekes, hogy a tudósokúgy gondolja, hogy körülbelül 2,8 milliárd évvel ezelőtt a Föld légköre hasonló lehet. Ez egybeesik a mezoarchiai korszakkal, azzal az időszakkal, amikor a fotoszintetikus cianobaktériumok létrehozták az első zátonyrendszereket, és a Föld légköri szén-dioxidját lassan oxigéngázzá alakították (ami végül a nitrogén és az oxigén jelenlegi egyensúlyához vezetett).
Bár a Titan felülete vélhetően tartalmazolyan nyomok, amelyek javíthatják annak megértését, hogy az élet miként alakult ki Naprendszerünkben, ennek a felszínnek a tiszta képet kapni kihívást jelent. Ennek oka a Titan atmoszférájához kapcsolódik, amelyet sűrű, fényt szóró fotokémiai homály jellemez.
"A Titán homálya nanorészecskékből áll,nagy és összetett szerves molekulák széles választékából áll, amelyek szenet, hidrogént és nitrogént tartalmaznak. Ezek a molekulák kémiai reakciók kaszkádjában jönnek létre, amikor (ultraibolya és kozmikus) sugárzás metán, nitrogén és más gázok keverékébe ütközik. a Titánhoz hasonló légkörben."
Leo Gross és Natalie Carrasco, IBM
Ennek eredményeként a tudósok még mindig nem sokat tudnaka Titan légkörét szabályozó folyamatok, beleértve az ezt a ködöt alkotó nagy molekulák pontos kémiai szerkezetét. Évtizedek óta az asztrokémikusok laboratóriumi kísérleteket végeztek hasonló szerves molekulákkal, amelyeket tholinoknak neveznek, ez a kifejezés a görög szóból származik, amely felhős.
A tolinok a szerves anyagok széles skálájába tartoznakszéntartalmú vegyületek, amelyek nap ultraibolya sugárzásnak vagy kozmikus sugaraknak vannak kitéve. Ezek a molekulák gyakoriak a külső naprendszerben, és általában jégtestekben találhatók meg, ahol a felszíni réteg metánjeget tartalmaz, amely sugárzásnak van kitéve. Jelenlétüket vöröses felület vagy szépiaszínű foltok jelzik.
Kutatásukhoz a Schultz és Maillard vezette csoport egy kísérletet végzett, amelyben laboratóriumi körülmények között megfigyelték a tholinokat a képződés különböző szakaszaiban.
„Megtöltöttünk egy rozsdamentes acél edénytmetán és nitrogén keveréke, majd elektromos kisülésen keresztül kémiai reakciókat indított el, ezzel szimulálva a Titán légkörének viszonyait. Ezután a zürichi laboratóriumunkban több mint 100 kapott molekulát elemeztünk, amelyek a Titán tholinjait alkotják, és körülbelül egy tucatról atomi felbontású képeket készítettünk házi készítésű, alacsony hőmérsékletű atomerőmikroszkópunk segítségével.
Leo Gross és Natalie Carrasco, IBM
Különböző méretű molekulák szétválogatásával a csapatbetekintést nyert e molekulák növekedésének különböző szakaszaiba, valamint kémiai összetételükbe. Lényegében megfigyelték a Titán légkörének egy kulcsfontosságú összetevőjét, ahogy az kialakult és felhalmozódott, létrehozva a híres ködhatást.
A tudósok először figyelik meg a molekuláris architektúrátszintetikus vegyületek, hasonlóak ahhoz, mint amelyek vélhetően narancssárgát okoznak a Titan légkörében. Sőt, felfedezéseik egy titokzatos metánalapú hidrológiai ciklusra deríthetnek fényt. A Földön ez a ciklus a víz gáznemű állapotból (vízgőz) való átmenetéből áll folyékony állapotba (eső és felszíni víz). A Titánon ugyanez a körforgás fordul elő a metánnal, amely a légköri metánból kerül át, és metánesőként esik le, így a híres szénhidrogén tavak képződnek.
Ebben az esetben a kutatócsoport eredményeikiderülhet, hogy a kémiai zavar milyen szerepet játszik a Titan metán ciklusában, beleértve azt is, hogy ezek a nanorészecskék lebeghetnek-e a metán tavain. Ezenkívül ezek a felfedezések megmutathatták, hogy a hasonló légköri aeroszolok több milliárd évvel ezelőtt segítettek-e életet teremteni a Földön.
A molekuláris szerkezetek köztudottan jókaz ultraibolya fény elnyelői. Ez viszont azt jelenti, hogy a köd pajzsként működhet, megvédve a korai Föld felszínén található DNS-molekulákat a káros sugárzástól.
A NASA a 2030-as évekre tervezi a Titánba történő elküldésta Szitakötő nevű robot forgószárnyas, hogy felfedezzék annak felületét és légkörét, és keressék az élet lehetséges jeleit. Mint mindig, az időközben elvégzett elméleti munka és laboratóriumi kísérletek lehetővé teszik a tudósok számára, hogy szűkítsék figyelmüket, és növeljék annak esélyét, hogy a misszió, miután megérkezett, megtalálja azt, amit keres.
Lásd még:
A fizikusok létrehozták a fekete lyuk analógját, és megerősítették Hawking elméletét. Hova vezet?
Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak
A tudósok felfedezték a sebességkorlátozást a kvantumvilágban