Oamenii de știință cred că cel mai bun loc pentru a căuta dovezi ale vieții extraterestre este Marte. Cu toate acestea, acest lucru este departe de a fi
O mare parte din ceea ce știm despre Titan astăziasociat cu nava spațială Cassini, care a orbitat Saturn între 2004 și 2017 și și-a finalizat misiunea plonjând în atmosfera planetei. În acest timp, Cassini a făcut multe măsurători directe ale atmosferei lui Titan, descoperind un mediu surprinzător asemănător Pământului. De fapt, acesta este singurul alt corp din sistemul solar în care există o atmosferă densă de azot și au loc procese organice.
Ceea ce este deosebit de interesant este că oamenii de științăcred că acum aproximativ 2,8 miliarde de ani, atmosfera Pământului ar putea fi similară. Acest lucru coincide cu era mezarheiană, o perioadă în care cianobacteriile fotosintetice au creat primele sisteme de recif și au transformat încet dioxidul de carbon atmosferic al Pământului în oxigen gazos (care a dus în cele din urmă la echilibrul actual de azot și oxigen).
Deși se crede că suprafața lui Titan conțineindicii care ne-ar putea îmbunătăți înțelegerea modului în care a apărut viața în sistemul nostru solar, obținerea unei imagini clare a acestei suprafețe a fost o provocare. Motivul pentru aceasta are legătură cu atmosfera lui Titan, care este plină de o ceață densă fotochimică care împrăștie lumina.
„Ceața lui Titan este făcută din nanoparticule,constând dintr-o mare varietate de molecule organice mari și complexe care conțin carbon, hidrogen și azot. Aceste molecule se formează într-o cascadă de reacții chimice atunci când radiațiile (ultraviolete și cosmice) lovesc un amestec de metan, azot și alte gaze. într-o atmosferă asemănătoare cu cea a Titanului”.
Leo Gross și Natalie Carrasco, IBM
Drept urmare, oamenii de știință încă nu știu prea multe despreprocesele care guvernează atmosfera lui Titan, inclusiv structura chimică precisă a moleculelor mari care alcătuiesc această ceață. Timp de decenii, astrochimiștii au efectuat experimente de laborator cu molecule organice similare cunoscute sub numele de tholins, un termen derivat din cuvântul grecesc pentru „tulbure”.
Tolinii aparțin unei game largi de produse organicecompuși care conțin carbon care se formează atunci când sunt expuși radiațiilor solare ultraviolete sau razelor cosmice. Aceste molecule sunt comune în sistemul solar exterior și se găsesc în mod obișnuit în corpurile de gheață, unde stratul de suprafață conține gheață metanică care este expusă la radiații. Prezența lor este indicată de o suprafață roșiatică sau de pete de culoare sepia.
Pentru cercetările lor, o echipă condusă de Schultz și Maillard a efectuat un experiment în care au observat toline în diferite stadii de formare în condiții de laborator.
„Am umplut un vas din oțel inoxidabilun amestec de metan și azot și apoi a inițiat reacții chimice printr-o descărcare electrică, simulând astfel condițiile din atmosfera Titanului. Am analizat apoi mai mult de 100 dintre moleculele rezultate care alcătuiesc tolinile lui Titan în laboratorul nostru din Zurich, obținând imagini cu rezoluție atomică a aproximativ o duzină dintre ele folosind microscopul nostru de forță atomică la temperatură joasă de casă.”
Leo Gross și Natalie Carrasco, IBM
Prin sortarea moleculelor de diferite dimensiuni, echipaa obținut o perspectivă asupra diferitelor stadii de creștere a acestor molecule, precum și despre cum arată compoziția lor chimică. În esență, ei au observat o componentă cheie a atmosferei lui Titan pe măsură ce s-a format și s-a acumulat, creând faimosul efect de ceață.
Oamenii de știință au observat arhitectura moleculară pentru prima datăcompuși sintetici similari cu cei despre care se crede că provoacă o ceață portocalie în atmosfera lui Titan. Mai mult decât atât, descoperirile lor ar putea lumina un misterios ciclu hidrologic pe bază de metan. Pe Pământ, acest ciclu constă în trecerea apei de la o stare gazoasă (vapori de apă) la o stare lichidă (ploaie și apă de suprafață). Pe Titan, același ciclu are loc și cu metanul, care este transferat din metanul atmosferic și cade sub formă de ploaie de metan, formând celebrele lacuri de hidrocarburi.
În acest caz, rezultatele grupului de cercetarear putea dezvălui rolul pe care îl are ceața chimică în ciclul metanului lui Titan, inclusiv dacă aceste nanoparticule pot pluti pe lacurile sale de metan. În plus, aceste descoperiri ar putea arăta dacă aerosoli atmosferici similari au ajutat la crearea vieții pe Pământ cu miliarde de ani în urmă.
Se știe că structurile moleculare sunt buneabsorbante de lumină ultravioletă. La rândul său, acest lucru înseamnă că ceața ar putea acționa ca un scut, protejând moleculele de ADN de pe suprafața primară a Pământului de radiațiile dăunătoare.
NASA intenționează să trimită către Titan până în anii 2030un robot rotor numit Dragonfly pentru a-i explora suprafața și atmosfera și a căuta posibile semne de viață. Ca întotdeauna, lucrările teoretice și experimentele de laborator efectuate între timp vor permite oamenilor de știință să-și restrângă atenția și să crească șansele ca misiunea, odată ce va sosi, să găsească ceea ce caută.
Vezi și:
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?
Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște
Oamenii de știință au descoperit limita de viteză în lumea cuantică