Gli scienziati ritengono che il posto migliore per cercare prove di vita extraterrestre sia Marte. Tuttavia, questo è tutt’altro che vero
Molto di quello che sappiamo su Titano oggiassociato alla sonda Cassini, che ha orbitato attorno a Saturno dal 2004 al 2017 e ha completato la sua missione immergendosi nell'atmosfera del pianeta. Durante questo periodo, Cassini ha effettuato molte misurazioni dirette dell'atmosfera di Titano, scoprendo un ambiente sorprendentemente simile alla Terra. In realtà, questo è l'unico altro corpo del sistema solare in cui è presente un'atmosfera densa di azoto e avvengono processi organici.
Ciò che è particolarmente interessante è che gli scienziaticredo che circa 2,8 miliardi di anni fa, l'atmosfera terrestre potrebbe essere simile. Questo coincide con l'era Mesoarchea, il periodo in cui i cianobatteri fotosintetici crearono i primi sistemi di barriera corallina e convertirono lentamente l'anidride carbonica atmosferica terrestre in gas ossigeno (che alla fine portò all'attuale equilibrio di azoto e ossigeno).
Sebbene si creda che la superficie di Titano contengaindizi che potrebbero migliorare la nostra comprensione di come la vita ha avuto origine nel nostro sistema solare, ottenere un'immagine chiara di questa superficie è stata una sfida. La ragione di ciò ha a che fare con l'atmosfera di Titano, che è crivellata da una densa foschia fotochimica che diffonde la luce.
"La foschia di Titano è costituita da nanoparticelle costituite da un'ampia varietà di molecole organiche grandi e complesse contenenti carbonio, idrogeno e azoto.Queste molecole si formano in una cascata di reazioni chimiche quando la radiazione (ultravioletta e cosmica) colpiscein una miscela di metano, azoto e altri gas in un'atmosfera simile a quella di Titano".
Leo Gross e Natalie Carrasco, IBM
Di conseguenza, gli scienziati non ne sanno ancora moltoi processi che governano l'atmosfera di Titano, inclusa la precisa struttura chimica delle grandi molecole che compongono questa foschia. Per decenni, gli astrochimici hanno condotto esperimenti di laboratorio con molecole organiche simili conosciute come tholin, un termine derivato dalla parola greca per "nuvoloso".
Le toline appartengono a una vasta gamma di prodotti biologicicomposti contenenti carbonio che si formano quando esposti a radiazioni solari ultraviolette o raggi cosmici. Queste molecole sono comuni nel sistema solare esterno e si trovano comunemente nei corpi di ghiaccio, dove lo strato superficiale contiene ghiaccio di metano esposto alle radiazioni. La loro presenza è segnalata da una superficie rossastra o da macchie color seppia.
Per la loro ricerca, un team guidato da Schultz e Maillard ha condotto un esperimento in cui hanno osservato le toline in vari stadi di formazione in condizioni di laboratorio.
“Abbiamo riempito un recipiente di acciaio inossidabileuna miscela di metano e azoto, e poi ha avviato reazioni chimiche attraverso una scarica elettrica, simulando così le condizioni dell'atmosfera di Titano. Abbiamo quindi analizzato più di 100 delle molecole risultanti che compongono le toline di Titano nel nostro laboratorio di Zurigo, ottenendo immagini a risoluzione atomica di circa una dozzina di esse utilizzando il nostro microscopio a forza atomica a bassa temperatura fatto in casa."
Leo Gross e Natalie Carrasco, IBM
Ordinando molecole di diverse dimensioni, il teamhanno acquisito informazioni sulle diverse fasi di crescita di queste molecole e sulla loro composizione chimica. In sostanza, hanno osservato una componente chiave dell'atmosfera di Titano mentre si formava e si accumulava, creando il famoso effetto nebbia.
Gli scienziati osservano per la prima volta l'architettura molecolarecomposti sintetici simili a quelli che si ritiene causino una foschia arancione nell'atmosfera di Titano. Inoltre, le loro scoperte potrebbero far luce su un misterioso ciclo idrologico basato sul metano. Sulla Terra, questo ciclo consiste nella transizione dell'acqua da uno stato gassoso (vapore acqueo) a uno stato liquido (pioggia e acque superficiali). Su Titano, lo stesso ciclo si verifica con il metano, che viene trasferito dal metano atmosferico e cade sotto forma di pioggia di metano, formando i famosi laghi di idrocarburi.
In questo caso, i risultati del gruppo di ricercapotrebbe rivelare il ruolo svolto dalla foschia chimica nel ciclo del metano di Titano, incluso se queste nanoparticelle possono galleggiare sui suoi laghi di metano. Inoltre, queste scoperte potrebbero mostrare se aerosol atmosferici simili hanno contribuito a creare la vita sulla Terra miliardi di anni fa.
Le strutture molecolari sono note per essere buoneassorbitori di luce ultravioletta. Questo, a sua volta, significa che la foschia potrebbe agire come uno scudo, proteggendo le molecole di DNA sulla superficie della Terra primordiale dalle radiazioni dannose.
La NASA prevede di inviare su Titano entro il 2030un aeromobile robotico chiamato Dragonfly per esplorarne la superficie e l'atmosfera e cercare possibili segni di vita. Come sempre, il lavoro teorico e gli esperimenti di laboratorio condotti nel frattempo consentiranno agli scienziati di restringere la loro attenzione e aumentare le possibilità che la missione, una volta arrivata, trovi ciò che sta cercando.
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