Titan, Saturnova luna, je presenetil znanstvenike. Astronomi so v njeni atmosferi odkrili ciklopropeniliden (C3H2), izjemno redko molekulo na osnovi ogljika, ki je tako reaktivna, da lahko na Zemlji obstaja le v laboratorijskem okolju.
Pravzaprav je tako redek, da ga še nikoli ni bilo mogoče najti v ozračju, sončnem sistemu ali kje drugje. Edino drugo mesto, kjer lahko molekula ostane stabilna, je v hladni praznini medzvezdnega prostora. Toda na njegovi podlagi je možen pojav bolj zapletenih organskih molekul, ki lahko nekoč vodijo v življenje.
“Titan mislimo kot pravi laboratorij, kjer vidimo kemijo, podobno tistemu, ki je bil na starodavni Zemlji, ko se je tu rodilo življenje,” je povedala astrobiologinja Melissa Trainer iz NASA-jevega centra za vesoljske lete Goddard.
“Iskali bomo molekule, večje od C3H2, vendar moramo vedeti, kaj se dogaja v ozračju, da bomo razumeli kemijske reakcije, ki vodijo do zapletenih organskih molekul.”
Ciklopropeniliden, ki ga celo raziskovalci NASA opisujejo kot “zelo čudno majhno molekulo”, v atmosferskih pogojih ne more dolgo zdržati, ker zelo hitro reagira z molekulami in tvori druge spojine.
Ko pride do reakcije, ciklopropeniliden ne obstaja več. V medzvezdnem prostoru je vsak plin ali prah zelo hladen in razpršen, kar pomeni šibke interakcije in ciklopropeniliden lahko obstaja.
Titan se zelo razlikuje od medzvezdnega vesolja. Z ogljikovodikovimi jezeri, oblaki ogljikovodikov in pretežno dušikovo atmosfero z malo metana. Ozračje je štirikrat gostejše od zemeljskega (kjer prevladuje tudi dušik). Znanstveniki menijo, da je pod površjem ogromen ocean slane vode.
Leta 2016 je skupina znanstvenikov pod vodstvom planetarnega znanstvenika Conorja Nixona iz NASA-jevega centra za vesoljske lete Goddard uporabila veliko milimetrsko / submilimetrsko matriko Atacama (ALMA) v Čilu za preiskovanje atmosfere titana v iskanju organskih molekul.
Podpis nenavadne molekule je bil najden v zajetni zgornji atmosferi, visoko nad površino. V primerjavi z bazo podatkov o kemijskih profilih je skupina identificirala molekulo kot ciklopropeniliden. Verjetno tankost ozračja na tej višini prispeva k preživetju molekule, a zakaj se je pojavila na Titanu in ne na katerem koli drugem planetu, ostaja skrivnost.
“Ko sem ugotovil, da gledam ciklopropeniliden, sem najprej pomislil:” No, to je res nepričakovano, “je dejal Nixon. 'Titan je edinstven v našem sončnem sistemu. Izkazalo se je, da gre za zakladnico novih molekul. '
Ciklopropeniliden je še posebej zanimiv, ker je znan kot obročna molekula; njegovi trije atomi ogljika so povezani v obroč (v trikotnik, vendar je načelo enako). Čeprav ni znano, da sam ciklopropeniliden igra biološko vlogo, dušikove baze DNA in RNA temeljijo na takih molekularnih obročih.
“Njihova ciklična narava odpira dodatno vejo kemije, ki omogoča ustvarjanje biološko pomembnih molekul,” je dejal astrobiolog Alexander Thelen iz NASA-jevega centra za vesoljske lete Goddard.
Manjša kot je molekula, več potenciala ima – pričakuje se, da bodo reakcije, ki vključujejo manjše molekule z manj vezmi, hitrejše kot reakcije, ki vključujejo večje in bolj zapletene molekule. To pomeni, da bodo reakcije, ki vključujejo majhne molekule, privedle do bolj raznolikih rezultatov.
Titan je že panj organske kemijske aktivnosti. Dušik in metan se pri sončni svetlobi razgradita, kar povzroči kaskado kemičnih reakcij. Ali te reakcije lahko vodijo v življenje, je vprašanje, na katerega znanstveniki želijo odgovoriti.
“Poskušamo ugotoviti, ali je Titan primeren za bivanje,” je povedala geologinja Rosalie Lopez iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon. “Torej želimo vedeti, katere spojine iz ozračja pridejo na površje, in potem, če lahko ta material pride skozi ledeno skorjo v ocean spodaj, ker mislimo, da je ocean tam, kjer so bivalne razmere.”
Ugotovitev, katere spojine so prisotne v ozračju, je zelo pomemben korak v tem raziskovalnem procesu. Ciklopropeniliden, izjemno redka molekula, bi lahko bil ključni element v Titanovem kemičnem življenju.
Raziskava je objavljena v The Astronomical Journal.
Viri: Foto: NASA / JPL-Caltech / Univerza v Arizoni / Univerza v Idahu
