Kreditna slika: UA
Medtem ko je vesoljsko plovilo Cassini plulo proti Saturnu, so kemiki na Zemlji tako onesnaževali plastiko, kot je deževalo v atmosferi Saturnove lune, Titana.
Znanstveniki sumijo, da organske trdne snovi padajo z neba Titana že več milijard let in so lahko spojine, ki bodo postavile temelj za naslednji kemični korak v življenje. Sodelujejo v laboratorijskih poskusih Univerze v Arizoni, ki bodo Cassinijevim znanstvenikom pomagali razlagati podatke o Titanu in načrtovati prihodnjo misijo, ki bo na površino Titana namestila laboratorij za organsko kemijo.
Kemiki v laboratoriju Marka A. Smitha na Univerzi v Arizoni ustvarjajo spojine, kakršne se kondenzirajo z neba Titana, tako da bombardirajo analog Titanove atmosfere z elektroni. Zaradi tega nastajajo "tolini"? organski polimeri (plastika), ki jih najdemo v Titanovi zgornji atmosferi dušik-metan. Titanovi tolini ustvarjajo ultravijolična sončna svetloba in elektroni, ki izhajajo iz Saturnovega magnetnega polja.
Tolini se morajo raztopiti, da nastanejo aminokisline, ki so osnovni gradniki življenja. Kemiki vedo, da se tolini ne bodo raztapljali v Titanovih etanskih / metanskih jezerih ali oceanih.
Vendar se hitro raztopijo v vodi ali amoniaku. In poskusi, narejeni pred 20 leti, kažejo, da raztapljanje tolanov v tekoči vodi proizvaja aminokisline. Glede na tekočo vodo se v Titanovi različici prvotne juhe lahko pivijo aminokisline.
Kisik je drugo bistveno za življenje na Zemlji. Toda v atmosferi Titana skoraj ni kisika.
Lani pa je Caitlin Griffith iz ameriškega Luninega in planetarnega laboratorija odkrila vodni led na Titanovi površini. (Glej Titan razkriva površino, kjer dominira Icy Bedrock.) Planetarni znanstvenik UA Jonathan Lunine in drugi teoretirajo, da bi se lahko del tega ledu, ko se na Titanu izbruhnejo vulkani, stopil in tekel po pokrajini. Podobni tokovi bi lahko povzročili, če se kometi in asteroidi zaletavajo v Titan.
Še bolje, Titanova voda morda ne bo takoj zmrznila, ker je verjetno obložena z dovolj amoniaka (antifrizom), da ostane tekoča približno 1000 let, ugotavljata Smith in Lunine v raziskovalnem dokumentu, objavljenem v zadnji novembrski številki "Astrobiology."
Čeprav je Titan izjemno hladen - približno 94 stopinj kelvina (minus 180 stopinj Celzija ali minus 300 stopinj Farenhejta) - lahko voda na kratko priteče po površini, ki zagotavlja kisik in medij za kemijo, sklenejo.
Za nadaljnje razumevanje, kako vse to lahko deluje skupaj, Smithova skupina v laboratoriju ustvarja toline, analizira njihove spektroskopske lastnosti in poskuša razumeti njihovo kemijo.
"Poskušamo izvedeti, kako bodo spojine reagirale s staljeno vodo na Titanovi površini, kakšne spojine bodo tvorile in torej tisto, kar bi v resnici morali iskati," je pojasnil Smith. "Ne iščemo samo atmosferske plastike, ki sedi na površini, temveč rezultat vložka časa in energije v milijardah let.
"Želimo vedeti, katere vrste molekul so se razvile in ali so se razvijale po poteh, ki bi lahko omogočile vpogled v to, kako so se na primordialni Zemlji razvijale biološke molekule?" rekel je.
Mark A. Smith, profesor in vodja oddelka za kemijo UA
"Nekaj tistega, kar smo se v svojih poskusih naučili doslej, je, da so ti materiali bruto zmesi neverjetno zapletenih molekul?" Je dodal Smith. Carl Sagan je zadnjih 10 let svojega življenja preučeval te spojine v poskusih, kot je naš. Kar smo ugotovili, dopolnjuje njegovo delo. Vidimo enake spektroskopske podpise. "
Ampak Smithova skupina je tudi ugotovila, da obstaja del teh molekul, ki je zelo reaktiven in bi lahko v razumnem časovnem okviru reagiral na površini Titana, tako da so nastale kisikove spojine.
"In to je tisto, kar zdaj šele začnemo razkrivati?" Je rekel Smith.
"Naše delo bo to jesen postalo veliko bolj zanimivo v naših poskusih v naprednem svetlobnem viru laboratorija Lawrencea Berkeleyja," je dodal. "Uporabljali bomo sinhrotron za ustvarjanje tolinov fotokemično, z zelo energičnimi fotoni za razgradnjo tega plina Titana s pomočjo vakuumskega ultravijoličnega sevanja."
Vakuumsko ultravijolično sevanje zadene molekule dušika in metana v Titanovi zgornji atmosferi in jih raznese. Znanstveniki ne vedo, ali s tem nastajajo enake vrste polimerov, ki nastanejo iz električnega praznjenja.
"Ko lahko s svetlobo razpokate molekule dušika in metana, lahko dobite polimere, podobne tistim, ki nastanejo, ko jih električni razelektrina razbije", je dejal Smith. "Lahko pa dobite različne polimere. Kemija je precej zapletena in odgovorov na tako najpreprostejša vprašanja preprosto ne poznamo. Toda to je eden od razlogov, da bomo izvedli poskuse v Berkeleyju.?
Delo, ki se dogaja v Smithovem laboratoriju, je pomembno za znanstvenike pri Nasini misiji Cassini in morebitnih nadaljnjih misijah v Saturnu. Orbitacija Cassinija je bila predstavljena leta 1997 in naj bi decembra v Sočiju postavila sondo. Ta januarja bo Huygensova sonda plavala na Titanovo površje.
"Titan? Debela oranžna meglica aerosola je v bistvu kup organske plastike? polimerov ogljika, vodika in dušika, "je povedal Smith, vodja oddelka za kemijo UA. "Delci se sčasoma naselijo na površini Titana, kjer proizvajajo organsko surovino za kakršno koli organsko kemijo."
Cassinijeva sonda Huygens bo prvi instrument, ki bo ta aerosol dejansko vzorčil. Znanstvenikom bo dal nekaj osnovnih kemijskih informacij o tem materialu. Toda sonda jim ne bo povedala veliko o organski kemiji na Titanovi površini.
Nadaljnja misija Titana, ki vključuje robotski laboratorij za organsko kemijo, bo znanstvenikom veliko bolj podrobno pogledala površje. Poskus oblikujeta Lunine in Smith v sodelovanju z raziskovalci iz Caltech-a in Nasinega laboratorija za reaktivni pogon.
Lunine vodi NASA-ino fokusno skupino za astronaloški inštitut na Titanu in je eden od treh interdisciplinarnih znanstvenikov misije Cassini za sondo Huygens.
"Ne vemo, kako se je na Zemlji ali na katerem koli planetu oblikovalo življenje?" Je rekel Lunine. "O tem, kako se je to zgodilo na Zemlji, ni več sledi, ker so bile vse organske molekule Zemlje do zdaj biokemično predelane. Titan je naša najboljša priložnost za študij organske kemije v planetarnem okolju, ki je več milijard let ostal brez življenja.?
Izvirni vir: UA News Release
