„Podivná“ molekula zistená na Titane sa nikdy nenašla v žiadnej atmosfére

Cassiniho blízky infračervený pohľad na Titanove jazerá. (NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho)

Titan , už aj tak dosť zvláštny mesiac Saturna, sa stal trochu divnejším. Astronómovia objavili v jej atmosfére cyklopropenylidén (C3H2) - extrémne vzácnu molekulu na báze uhlíka, ktorá je taká reaktívna, že na Zemi môže existovať iba v laboratórnych podmienkach.

V skutočnosti je taký vzácny, že nikdy predtým nebol zistený v atmosfére, v Slnečnej sústave ani inde. Jediným ďalším miestom, kde môže zostať stabilné, je studená prázdnota medzihviezdneho priestoru. Ale môže byť stavebným kameňom pre zložitejšie organické molekuly, ktoré by jedného dňa mohli viesť k životu.

„O Titane uvažujeme ako o laboratóriu skutočného života, kde môžeme vidieť podobnú chémiu ako na starovekej Zemi, keď sa tu udomácnil život,“ povedala astrobiologička Melissa Trainer z Goddard Space Flight Center NASA, jedného z hlavných vedcov, ktorí sa pustili do vyšetrovania mesiac v nadchádzajúcej misii Dragonfly štartujúcej v roku 2027.



'Budeme hľadať väčšie molekuly ako C3H2, ale potrebujeme vedieť, čo sa deje v atmosfére, aby sme pochopili chemické reakcie, ktoré vedú k vzniku zložitých organických molekúl a dažďu na povrch.'

Cyklopropenylidén – ktorý dokonca výskumníci z NASA opísať ako „veľmi zvláštna malá molekula“ – nemá tendenciu vydržať dlho v atmosférických podmienkach, pretože veľmi rýchlo a ľahko reaguje s inými molekulami a vytvára ďalšie zlúčeniny.

Akonáhle to urobí, už to nie je cyklopropenylidén. V medzihviezdnom priestore je akýkoľvek plyn alebo prach zvyčajne veľmi chladný a veľmi difúzny, čo znamená, že zlúčeniny spolu príliš neinteragujú a cyklopropenylidén sa môže zdržiavať.

Titan je veľmi odlišný od medzihviezdneho priestoru. Je to akési mokré, suhľovodíkové jazerá,uhľovodíkové oblakya prevažne dusíková atmosféra , s trochou metánu. Atmosféra je štyrikrát hrubšia ako atmosféra Zeme (čo je tiež dominuje dusík ). Vedci si myslia, že pod povrchom je a obrovský oceán slanej vody .

V roku 2016 tím vedený planetárnym vedcom Conorom Nixonom z Goddard Space Flight Center NASA použil Atacama Large Millimeter/submilimeter Array (ALMA) v Čile na sondovanie mesačnej atmosféry, pričom hľadal organické molekuly.

Bolo to v riedkej hornej atmosfére, vysoko nad povrchom, kde objavili neznámy chemický podpis. Porovnaním s databázou chemických profilov tím identifikoval molekulu ako cyklopropenylidén. Je pravdepodobné, že tenká atmosféra v tejto výške prispieva k prežitiu molekuly, ale prečo sa objavuje na Titane a v žiadnom inom svete, je záhadou.

'Keď som si uvedomil, že sa pozerám na cyklopropenylidén, moja prvá myšlienka bola: 'No, toto je naozaj neočakávané'' povedal Nixon . „Titan je v našej slnečnej sústave jedinečný. Ukázalo sa, že je to poklad nových molekúl.“

Cyklopropenylidén je obzvlášť zaujímavý, pretože je známy ako kruhová molekula; jeho tri atómy uhlíka sú spojené do kruhu (dobre, trojuholníka, ale princíp je rovnaký). Hoci nie je známe, že by samotný cyklopropenylidén zohrával biologickú úlohu, nukleobázy DNA a RNA sú založené na takýchto molekulových kruhoch.

'Cyklická povaha ich otvára túto ďalšiu vetvu chémie, ktorá vám umožňuje vytvárať tieto biologicky dôležité molekuly,' povedal astrobiológ Alexander Thelen Goddardovho strediska pre vesmírne lety NASA.

Čím je molekula menšia, tým má väčší potenciál – očakáva sa, že reakcie zahŕňajúce menšie molekuly s menším počtom väzieb prebehnú rýchlejšie ako reakcie zahŕňajúce väčšie a komplikovanejšie molekuly. To znamená, že sa očakáva, že reakcie zahŕňajúce menšie molekuly, čisto prostredníctvom čísel, povedú k rôznorodejšiemu rozsahu výsledkov.

Predtým sa benzén (C6H6) považoval za najmenšiu molekulu uhľovodíkového kruhu nájdenú v akejkoľvek atmosfére (vrátane atmosféry Titanu). Cyklopropenylidén to má za sebou.

Titan je už úľ organickej chemickej aktivity. Dusík a metán sa na slnku rozpadajú, spúšťanie kaskády chemických reakcií . Či tieto reakcie môžu viesť k životu, je otázka, na ktorú vedci umierajú.

'Snažíme sa zistiť, či je Titan obývateľný,' povedala geologička Rosaly Lopesová laboratória Jet Propulsion Laboratory NASA. 'Takže chceme vedieť, aké zlúčeniny z atmosféry sa dostanú na povrch, a potom, či sa tento materiál môže dostať cez ľadovú kôru do oceánu pod ním, pretože si myslíme, že oceán je tam, kde sú obývateľné podmienky.'

Zistenie, ktoré zlúčeniny sú prítomné v atmosfére, je veľmi dôležitým krokom v tomto výskumnom procese. Cyklopropenylidén môže byť malý a zvláštny, ale táto extrémne vzácna molekula by mohla byť kľúčovým kúskom chemickej skladačky Titanu. Teraz už len musíme prísť na to, ako to do toho zapadá.

Výskum bol publikovaný v r The Astronomical Journal .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.