Zinātnieki uzskata, ka labākā vieta, kur meklēt pierādījumus par ārpuszemes dzīvību, ir Marss. Tomēr tas ir tālu no
Liela daļa no tā, ko mēs šodien zinām par Titānusaistīts ar kosmosa kuģi Cassini, kurš ap Saturnu riņķoja no 2004. līdz 2017. gadam un savu misiju pabeidza, ienirstot planētas atmosfērā. Šajā laikā Kasīni veica daudzus tiešus Titāna atmosfēras mērījumus, atklājot pārsteidzoši Zemei līdzīgu vidi. Faktiski tas ir vienīgais cits ķermenis Saules sistēmā, kurā ir blīva slāpekļa atmosfēra un notiek organiski procesi.
Īpaši interesanti ir tas, ka zinātniekiticiet, ka apmēram pirms 2,8 miljardiem gadu Zemes atmosfēra varētu būt līdzīga. Tas sakrīt ar Mesoarchean laikmetu, periodu, kad fotosintētiskās cianobaktērijas radīja pirmās rifu sistēmas un Zemes atmosfēras oglekļa dioksīdu lēnām pārveidoja par skābekļa gāzi (kas galu galā noveda pie pašreizējā slāpekļa un skābekļa līdzsvara).
Lai gan tiek uzskatīts, ka Titāna virsma saturNorādes, kas varētu uzlabot mūsu izpratni par to, kā dzīve radusies mūsu Saules sistēmā, ir skaidrs uzdevums iegūt skaidru priekšstatu par šo virsmu. Iemesls tam ir saistīts ar Titāna atmosfēru, kas ir pārblīvēta ar blīvu fotoķīmisko dūmaku, kas izkliedē gaismu.
"Titāna dūmaka ir izgatavota no nanodaļiņām,kas sastāv no dažādām lielām un sarežģītām organiskām molekulām, kas satur oglekli, ūdeņradi un slāpekli. Šīs molekulas veidojas ķīmisko reakciju kaskādē, kad (ultravioletais un kosmiskais) starojums saskaras ar metāna, slāpekļa un citu gāzu maisījumu. atmosfērā, kas līdzīga Titāna atmosfērai."
Leo Gross un Natālija Karasko, IBM
Tā rezultātā zinātnieki joprojām daudz nezinaprocesus, kas regulē Titāna atmosfēru, ieskaitot precīzu lielo molekulu ķīmisko struktūru, kas veido šo dūmaku. Gadu desmitiem astroķīmiķi ir veikuši laboratorijas eksperimentus ar līdzīgām organiskām molekulām, kas pazīstamas kā tholins, termins atvasināts no grieķu valodas vārda "duļķains".
Tolīni pieder pie plaša organisko produktu klāstaoglekli saturoši savienojumi, kas rodas saules ultravioletā starojuma vai kosmisko staru iedarbībā. Šīs molekulas ir izplatītas Saules ārējā sistēmā, un tās parasti atrodamas ledus ķermeņos, kur virsmas slānī ir metāna ledus, kas ir pakļauts radiācijai. Par to klātbūtni liecina sarkanīga virsma vai sēpijas krāsas plankumi.
Lai veiktu pētījumus, Šulca un Maillarda vadītā komanda veica eksperimentu, kurā laboratorijas apstākļos novēroja tolīnus dažādās veidošanās stadijās.
“Mēs piepildījām nerūsējošā tērauda traukumetāna un slāpekļa maisījumu, un pēc tam ar elektrisko izlādi ierosināja ķīmiskas reakcijas, tādējādi imitējot apstākļus Titāna atmosfērā. Pēc tam mūsu laboratorijā Cīrihē mēs analizējām vairāk nekā 100 iegūtās molekulas, kas veido Titāna tolīnus, iegūstot atomu izšķirtspējas attēlus no aptuveni desmitiem no tiem, izmantojot mūsu paštaisīto zemas temperatūras atomu spēka mikroskopu.
Leo Gross un Natālija Karasko, IBM
Šķirojot dažāda izmēra molekulas, komandaguva ieskatu šo molekulu dažādajos augšanas posmos, kā arī kā izskatās to ķīmiskais sastāvs. Būtībā viņi novēroja galveno Titāna atmosfēras sastāvdaļu, kad tā veidojās un uzkrājās, radot slaveno miglas efektu.
Zinātnieki molekulāro arhitektūru novēro pirmo reizisintētiskie savienojumi, kas līdzīgi tiem, kas, domājams, Titāna atmosfērā rada apelsīnu dūmaku. Turklāt viņu atklājumi varētu atklāt noslēpumainu uz metānu balstītu hidroloģisko ciklu. Uz Zemes šis cikls sastāv no ūdens pārejas no gāzveida stāvokļa (ūdens tvaiki) uz šķidru stāvokli (lietus un virszemes ūdens). Titānā tas pats cikls notiek ar metānu, kas tiek pārnests no atmosfēras metāna un nokrīt kā metāna lietus, veidojot slavenos ogļūdeņražu ezerus.
Šajā gadījumā pētījuma grupas rezultātivarētu atklāt ķīmiskā dūmaka lomu Titāna metāna ciklā, tostarp to, vai šīs nanodaļiņas var peldēt pa tās metāna ezeriem. Turklāt šie atklājumi varētu parādīt, vai līdzīgi atmosfēras aerosoli palīdzēja radīt dzīvību uz Zemes pirms miljardiem gadu.
Ir zināms, ka molekulārās struktūras ir labasultravioletās gaismas absorbētāji. Tas savukārt nozīmē, ka dūmaka varētu darboties kā vairogs, aizsargājot agrīnās Zemes virsmas DNS molekulas no kaitīgā starojuma.
NASA plāno nosūtīt uz Titānu līdz 2030. gadiemrobotizēts rotorplāns ar nosaukumu Dragonfly, lai izpētītu tā virsmu un atmosfēru un meklētu iespējamās dzīvības pazīmes. Kā vienmēr, tikmēr veiktie teorētiskie darbi un laboratorijas eksperimenti ļaus zinātniekiem sašaurināt uzmanību un palielināt izredzes, ka misija, tiklīdz tā būs ieradusies, atradīs meklēto.
Skatiet arī:
Fiziķi ir izveidojuši melnā cauruma analogu un apstiprinājuši Hokinga teoriju. Kur tas ved?
Aborts un zinātne: kas notiks ar bērniem, kas dzemdēs
Zinātnieki ir atklājuši ātruma ierobežojumu kvantu pasaulē