Kép jóváírása: UA
Miközben a Cassini űrhajó a Szaturnusz felé repült, addig a Föld vegyészei olyan műanyag szennyeződést hoztak, mint amely a Szaturnusz holdjának, a Titánnak az atmoszférájában esik.
A tudósok azt gyanítják, hogy a szerves szilárd anyagok milliárd éven keresztül estek a Titán égboltjáról, és ezek olyan vegyületek lehetnek, amelyek előkészítik a következő kémiai lépést az élet felé. Együttműködnek az Arizonai Egyetem laboratóriumi kísérleteiben, amelyek segítenek a Cassini-tudósoknak a Titán adatainak értelmezésében, és egy olyan jövőbeli missziót terveznek, amely szerves kémia laboratóriumot telepít a Titan felületére.
Mark A. Smith laboratóriumi vegyészek az Arizonai Egyetemen olyan vegyületeket hoznak létre, amelyek kondenzálódnak a Titán égboltjáról oly módon, hogy a Titan légkörének analógját elektronokkal bombázzák. Ez termel “tholineket”? a Titan felső nitrogén-metán atmoszférájában található szerves polimerek (műanyagok). A Titán tholinjait az ultraibolya napfény hozza létre, és az elektronok áramlanak ki a Szaturnusz mágneses mezőjéből.
A Tholinoknak fel kell oldódniuk, hogy aminosavakat állítsanak elő, amelyek az élet alapvető építőkövei. A kémikusok azonban tudják, hogy a tholinok nem oldódnak fel a Titan etán / metán tavakban vagy óceánokban.
Ezek azonban vízben vagy ammóniában könnyen feloldódnak. A 20 évvel ezelőtt végzett kísérletek azt mutatják, hogy a tholinek folyékony vízben történő feloldása aminosavakat eredményez. Így adott folyékony víznek lehetnek aminosavai, amelyek főzhetnek az ősi leves Titán verziójában.
Az oxigén a másik nélkülözhetetlen a földi élethez. De a Titán légkörében szinte nincs oxigén.
Tavaly azonban az Egyesült Arab Emírségek Hold- és bolygólaboratóriuma Caitlin Griffith felfedezte a vízjeget a Titán felszínén. (Lásd: Titan felfedezi az Icy Bedrock által uralt felületet.) Jonathan Lunine, az Egyesült Arab Emírségek bolygó tudósa és mások elméletük szerint a Titanán vulkánok kitörésekor e jég egy része megolvadhat és átfolyhat a tájon. Hasonló áramlások következhetnek be, amikor üstökösök és aszteroidák becsapódnak a Titánba.
Sőt, még jobb, ha a Titán víz nem fagy le azonnal, mivel valószínűleg elegendő ammóniával (fagyállóval) van ellátva, hogy kb. 1000 évig folyékony maradjon - jegyezte meg Smith és Lunine egy kutatási cikkben, amelyet a tavaly novemberi „Astrobiology” című kiadványban publikáltak.
Tehát annak ellenére, hogy a Titan rendkívül hideg - körülbelül 94 Celsius fok (mínusz 180 Celsius fok vagy mínusz 300 fok), a víz rövid ideig átfolyhat a felszínen, oxigént és közeget biztosítva a kémiai közeghez.
Annak érdekében, hogy jobban megértsük, hogyan működhet ez együtt, Smith csoportja generál tholinokat a laboratóriumban, elemzi spektroszkópos tulajdonságaikat és megpróbálja megérteni kémiai tulajdonságaikat.
"Megpróbáljuk megtanulni, hogy a vegyületek hogyan reagálnak az olvadt vízzel a Titán felületén, milyen vegyületeket állítanak elő, és ezért mit kell valójában keresnünk" - magyarázta Smith. „Nem csak a felszínen ülő atmoszférikus műanyagot keresünk, hanem az idő és az energia milliárd év alatt felhasznált eredményét is.
„Tudni akarjuk, hogy milyen típusú molekulák fejlődtek, és hogy fejlődtek-e olyan útvonalak mentén, amelyek betekintést nyújthatnak a biológiai molekulák fejlődéséhez az ősi Földön? ő mondta.
Mark A. Smith, az Egyesült Arab Emírségek Kémiai Tanszékének professzora és vezetője
Néhány, amit eddig megtanultunk kísérleteinkben, az, hogy ezek az anyagok hihetetlenül összetett molekulák bruttó keverékei, - tette hozzá Smith. ? Carl Sagan élete utolsó 10 évében ezeket a vegyületeket tanulmányozta, mint a miénk. Amit találtunk, kiegészíti munkáját. Ugyanazokat a spektroszkópos aláírásokat látjuk. ”
De Smith csoportja azt is megállapította, hogy ezeknek a molekuláknak egy olyan alkotóeleme van, amely nagyon reakcióképes, és ésszerű időn belül könnyen reagálhat a Titan felületén oxigénnel kezelt vegyületek előállítására.
"És ez az, amit most kezdünk kibontani," - mondta Smith.
? Munkánk sokkal érdekesebb lesz ősszel, a Lawrence Berkeley Lab speciális fényforrásán végzett kísérleteink során ”- tette hozzá. "Szinkrotront használunk tholinek fotokémiai előállításához, nagyon energikus fotonokkal, hogy ezt a Titán-gázt vákuum ultraibolya sugárzással felbontjuk."
A vákuum ultraibolya sugárzás eljut a nitrogén- és metánmolekulákhoz a Titán felső atmoszférájában, és felrobbantja őket. A tudósok nem tudják, hogy ez ugyanolyan típusú polimereket állít elő, mint amelyek elektromos kisülésből képződnek.
? Ha fényt képes megbontani a nitrogén- és metánmolekulákra, akkor hasonló polimereket kaphat, mint amelyek akkor képződnek, amikor egy elektromos kisülés repedésbe hozza őket ”- mondta Smith. Vagy különféle polimereket kaphat. A kémia meglehetősen bonyolult, és nem tudjuk a sok legegyszerűbb kérdésre a választ. De ez az egyik oka annak, hogy a Berkeley-n végezzük a kísérleteket.
A Smith laboratóriumában zajló munka fontos a NASA Cassini-missziójának és a Szaturnuszba való esetleges utóeljárásoknak a tudósai számára. A Cassini-féle keringtetőt 1997-ben indították, és decemberben a Titan légkörébe fogják szondát. Ez a Huygens-szonda jövő januárban a Titan felszínén úszik.
A Titan vastag narancssárga aeroszol ködrétege alapvetően egy csomó szerves műanyag? szén-, hidrogén- és nitrogénpolimerek ”- mondta Smith, az UA kémiai osztályának vezetője. "A részecskék végül a Titán felületén leülepednek, ahol a szerves alapanyagot előállítják minden folyó szerves kémia számára."
A Cassini Huygens szondája lesz az első eszköz, amely ténylegesen mintát vesz az aeroszolból. A tudósoknak néhány alapvetõ kémiai információt kap errõl az anyagról. De a szonda nem fog sokat mondani nekik a Titan felületén levő szerves kémiáról.
A Titan utóellenőrző missziója, amely magában foglal egy robotszervezetű kémiai laboratóriumot, a tudósoknak sokkal részletesebb képet ad a felszínről. A kísérletet Lunine és Smith tervezte a Caltech és a NASA Jet Propulsion Laboratory kutatóival együttműködésben.
Lunine vezeti a NASA Astrobiológiai Intézetének a Titánnal foglalkozó fókuszcsoportját, és egyike a három interdiszciplináris Cassini küldetéstudósnak a Huygens szonda számára.
Nem igazán tudjuk, hogyan alakult ki az élet a Földön, vagy bármilyen bolygón is, amelyet kialakított ,? - mondta Lunine. ? Nincs nyom, hogy ez hogyan történt a Földön, mert a Föld összes szerves molekuláját biokémiailag feldolgozták. A Titan számára a legjobb esélyünk a biokémia tanulmányozására egy bolygóbeli környezetben, amely több milliárd év alatt élettelen maradt.
Eredeti forrás: UA sajtóközlemény
