Vedci sa domnievajú, že najlepším miestom na hľadanie dôkazov o mimozemskom živote je Mars.Zďaleka to však nie je pravda
Veľa z toho, čo dnes vieme o Titanespojené s kozmickou loďou Cassini, ktorá v rokoch 2004 až 2017 obiehala okolo Saturnu a svoju misiu zavŕšila ponorom do atmosféry planéty. Počas tejto doby vykonal Cassini mnoho priamych meraní atmosféry Titanu a objavil prekvapivo prostredie podobné Zemi. V skutočnosti je to jediné ďalšie teleso slnečnej sústavy, v ktorom je hustá dusíková atmosféra a prebiehajú organické procesy.
Zvlášť zaujímavé je, že vedcidomnievajte sa, že asi pred 2,8 miliardami rokov by mohla byť zemská atmosféra podobná. To sa zhoduje s Mesoarcheanovou érou, obdobím, kedy fotosyntetické sinice vytvorili prvé útesové systémy a pomaly premieňali atmosférický oxid uhličitý Zeme na plynný kyslík (čo nakoniec viedlo k súčasnej rovnováhe dusíka a kyslíka).
Aj keď sa verí, že povrch Titanu obsahujestopy, ktoré by mohli zlepšiť naše chápanie toho, ako život pochádza z našej slnečnej sústavy, získať jasný obraz o tomto povrchu bola výzva. Dôvodom je atmosféra Titanu, ktorá je posiata hustým fotochemickým oparom, ktorý rozptyľuje svetlo.
"Opar Titanu sa skladá z nanočastíc zložených zo širokej škály veľkých a zložitých organických molekúl obsahujúcich uhlík, vodík a dusík.Tieto molekuly vznikajú v kaskáde chemických reakcií, keď zasiahne (ultrafialové a kozmické) žiareniedo zmesi metánu, dusíka a iných plynov v atmosfére podobnej atmosfére Titanu."
Leo Gross a Natalie Carrasco, IBM
Výsledkom je, že vedci o nich stále veľa nevediaprocesy, ktorými sa riadi atmosféra Titanu, vrátane presnej chemickej štruktúry veľkých molekúl, ktoré tvoria tento opar. Astrochemici už desaťročia vykonávajú laboratórne experimenty s podobnými organickými molekulami známymi ako tholíny, termín odvodený z gréckeho slova „zakalený“.
Oleje patria do širokého spektra organických látokzlúčeniny obsahujúce uhlík, ktoré vznikajú pri pôsobení slnečného ultrafialového žiarenia alebo kozmického žiarenia. Tieto molekuly sú bežné vo vonkajšej slnečnej sústave a bežne sa nachádzajú v ľadových telách, kde povrchová vrstva obsahuje metánový ľad, ktorý je vystavený žiareniu. Ich prítomnosť je indikovaná červenkastým povrchom alebo škvrnami sépiovej farby.
Pre svoj výskum uskutočnil tím pod vedením Schultza a Maillarda experiment, pri ktorom v laboratórnych podmienkach pozoroval tholiny v rôznych štádiách vzniku.
„Naplnili sme nádobu z nehrdzavejúcej ocelezmes metánu a dusíka a následne pomocou elektrického výboja spustili chemické reakcie, čím sa simulovali podmienky v atmosfére Titanu. Potom sme analyzovali viac ako 100 výsledných molekúl, ktoré tvoria tholiny Titanu v našom laboratóriu v Zürichu, pričom sme pomocou nášho domáceho nízkoteplotného mikroskopu atómovej sily získali snímky s atómovým rozlíšením asi tucta z nich."
Leo Gross a Natalie Carrasco, IBM
Triedením molekúl rôznych veľkostí sa týmzískali prehľad o rôznych štádiách rastu týchto molekúl, ako aj o tom, ako vyzerá ich chemické zloženie. V podstate pozorovali kľúčovú zložku atmosféry Titanu, keď sa formovala a hromadila, čím sa vytvoril známy efekt hmly.
Vedci prvýkrát pozorovali molekulárnu architektúrusyntetické zlúčeniny podobné tým, o ktorých sa predpokladá, že spôsobujú oranžový opar v atmosfére Titanu. Navyše ich zistenia by mohli vrhnúť svetlo na záhadný hydrologický cyklus na báze metánu. Na Zemi tento cyklus pozostáva z prechodu vody z plynného stavu (vodná para) do kvapalného stavu (dažďová a povrchová voda). Na Titane prebieha rovnaký cyklus s metánom, ktorý sa prenáša z atmosférického metánu a padá ako metánový dážď, pričom tvoria známe uhľovodíkové jazerá.
V tomto prípade výsledky výskumnej skupinyby mohlo odhaliť úlohu, ktorú hrá chemický zákal v Titanovom metánovom cykle, vrátane toho, či tieto nanočastice môžu plávať na svojich metánových jazerách. Tieto objavy navyše mohli ukázať, či podobné atmosférické aerosóly pomohli pred miliardami rokov vytvoriť život na Zemi.
Molekulárne štruktúry sú známe ako dobréabsorbéry ultrafialového svetla. To zase znamená, že opar by mohol pôsobiť ako štít, ktorý by chránil molekuly DNA na ranom povrchu Zeme pred škodlivým žiarením.
NASA plánuje poslať na Titan do roku 2030robotické rotorové lietadlo s názvom Dragonfly, aby preskúmalo jeho povrch a atmosféru a hľadalo možné známky života. Ako vždy, medzitým vykonaná teoretická práca a laboratórne experimenty umožnia vedcom zúžiť ich zameranie a zvýšiť šance, že misia, hneď ako príde, nájde to, čo hľadá.
Pozri tiež:
Fyzici vytvorili analóg čiernej diery a potvrdili Hawkingovu teóriu. Kadiaľ vedie?
Potraty a veda: čo sa stane s deťmi, ktoré budú rodiť
Vedci objavili rýchlostný limit v kvantovom svete