Credit de imagine: UA
În timp ce nava spațială Cassini zbura spre Saturn, chimiștii de pe Pământ au făcut poluare din plastic ca aceea care ploua prin atmosfera lunii lui Saturn, Titan.
Oamenii de știință bănuiesc că solidele organice au căzut de pe cerul lui Titan de miliarde de ani și ar putea fi compuși care să stabilească etapa pentru următorul pas chimic spre viață. Aceștia colaborează în experimente de laborator ale Universității din Arizona, care îi vor ajuta pe oamenii de știință Cassini să interpreteze datele Titan și să planifice o viitoare misiune care ar implementa un laborator de chimie organică pe suprafața Titanului.
Chimiștii din laboratorul lui Mark A. Smith de la Universitatea din Arizona creează compuși precum cei care se condensează din cerul lui Titan bombardând un analog al atmosferei lui Titan cu electroni. Aceasta produce „tholins”? polimeri organici (materiale plastice) care se găsesc în atmosfera superioară de azot-metan a Titanului. Toliile lui Titan sunt create de lumina soarelui ultraviolete și de electroni care curg din câmpul magnetic al lui Saturn.
Tainele trebuie să se dizolve pentru a produce aminoacizi care sunt elementele de bază ale vieții. Dar chimiștii știu că tholinele nu se vor dizolva în lacurile de etan / metan sau oceane ale Titanului.
Cu toate acestea, se dizolvă ușor în apă sau amoniac. Iar experimentele făcute în urmă cu 20 de ani arată că dizolvarea tholinilor în apă lichidă produce aminoacizi. Așadar, având în vedere apa lichidă, pot exista preparate de aminoacizi în versiunea de supă primordială a Titanului.
Oxigenul este celălalt esențial pentru viața de pe Pământ. Dar aproape că nu există oxigen în atmosfera lui Titan.
Anul trecut, însă, Caitlin Griffith, de la laboratorul lunar și planetar al UA, a descoperit gheața de apă pe suprafața Titanului. (Vedeți Titan dezvăluie o suprafață dominată de Icy Bedrock.) Omul de știință planetar UA, Jonathan Lunine și alții, spun că atunci când vulcanii izbucnesc pe Titan, o parte din această gheață s-ar putea topi și curge pe peisaj. Fluxuri similare ar putea rezulta atunci când cometele și asteroizii se trântesc în Titan.
Mai bine, apa Titan nu poate îngheța imediat, deoarece probabil că s-a lăsat cu suficient amoniac (antigel) pentru a rămâne lichid aproximativ 1.000 de ani, au menționat Smith și Lunine într-un document de cercetare publicat în numărul de „Astrobiologie din noiembrie trecut”.
Deci, deși Titan este extrem de rece - aproximativ 94 grade kelvin (minus 180 grade Celsius sau minus 300 grade Fahrenheit) - apa poate curge scurt pe suprafață, furnizând oxigen și un mediu pentru chimie, concluzionează acestea.
Pentru a înțelege în continuare modul în care toate acestea ar putea funcționa împreună, grupul lui Smith generează tholine în laborator, analizând proprietățile lor spectroscopice și încearcă să le înțeleagă chimia.
„Încercăm să aflăm cum vor reacționa compușii cu apa topită pe suprafața lui Titan, ce compuși vor face și, prin urmare, ce ar trebui să căutăm cu adevărat”, a explicat Smith. „Nu căutăm doar plasticul atmosferic așezat la suprafață, ci rezultatul aportului de timp și energie pe miliarde de ani.
„Vrem să știm ce tipuri de molecule au evoluat și dacă au evoluat pe căi care ar putea oferi informații despre modul în care moleculele biologice s-au dezvoltat pe Pământul primordial ,? el a spus.
Mark A. Smith, profesor și șef al departamentului de chimie al UA
Unele dintre ceea ce am învățat până acum în experimentele noastre este că aceste materiale sunt amestecuri brute de molecule incredibil de complexe, Adăugă Smith. ? Carl Sagan și-a petrecut ultimii 10 ani din viață studiind acești compuși în experimente ca ale noastre. Ceea ce am găsit completează munca lui. Vedem aceleași semnături spectroscopice. ”
Dar grupul lui Smith a constatat, de asemenea, că există o componentă a acestor molecule care este foarte reactivă și ar putea reacționa cu ușurință, într-un interval de timp rezonabil, pe suprafața Titanului pentru a produce compuși oxigenati.
- Și asta este ceea ce tocmai începem să dezvăluim acum ,? Spuse Smith.
„Munca noastră va deveni mult mai interesantă în această toamnă, în experimentele noastre la Sursa de lumină avansată a Laboratorului Lawrence Berkeley”, a adăugat el. „Vom folosi un sincrotron pentru a crea tholine fotochimic, folosind fotoni foarte energici pentru a sparge acest gaz Titan prin radiații ultraviolete în vid.?
Radiația ultravioletă în vid afectează moleculele de azot și metan în atmosfera superioară a Titanului și le distruge. Oamenii de știință nu știu dacă acest lucru produce aceleași tipuri de polimeri care se formează dintr-o descărcare electrică.
„Când puteți crăpa molecule de azot și metan cu lumină, s-ar putea să obțineți polimeri similari cu cei formați atunci când o descărcare electrică le crăpa,” a spus Smith. „Sau este posibil să obțineți diferiți polimeri. Chimia este destul de complexă și nu știm doar răspunsurile la atât de multe dintre cele mai simple întrebări. Dar acesta este unul dintre motivele pentru care vom desfășura experimentele la Berkeley.?
Lucrările desfășurate în laboratorul lui Smith sunt importante pentru oamenii de știință din Misiunea Cassini a NASA și posibilele misiuni de urmărire către Saturn. Orbitorul Cassini a fost lansat în 1997 și urmează să lanseze o sondă în atmosfera lui Titan în decembrie. Această sondă Huygens va pluti pe suprafața Titanului în ianuarie viitoare.
Stratul gros de nuanță de aerosol portocaliu de Titan este practic o grămadă de materiale plastice organice? polimeri de carbon, hidrogen și azot ”, a spus Smith, șeful departamentului de chimie al UA. „Particulele se instalează în cele din urmă pe suprafața Titanului, unde produc materie primă organică pentru orice chimie organică”.
Sonda Huygens a lui Cassini va fi primul instrument care să probeze efectiv acest aerosol. Aceasta va oferi oamenilor de știință câteva informații chimice rudimentare pe acest material. Dar sonda nu le va spune multe despre chimia organică de pe suprafața lui Titan.
O misiune de urmărire în Titan care include un laborator de chimie organică robotizată va oferi oamenilor de știință o privire mult mai detaliată la suprafață. Experimentul este proiectat de Lunine și Smith în colaborare cu cercetătorii de la Caltech și Laboratorul de Propulsie Jet de la NASA.
Lunine conduce grupul de focus al Institutului de Astrobiologie al NASA pe Titan și este unul dintre cei trei oameni de știință interdisciplinari ai misiunii Cassini pentru sonda Huygens.
„Nu știm cu adevărat cum s-a format viața pe Pământ sau pe orice planetă s-a format ,? Spuse Lunine. Nu au mai rămas urme despre cum sa întâmplat pe Pământ, deoarece toate moleculele organice ale Pământului au fost procesate biochimic până acum. Titan este cea mai bună șansă de a studia chimia organică într-un mediu planetar care a rămas fără viață de-a lungul a miliarde de ani.?
Sursa originală: Comunicat de presă UA
