Tytan wydaje się być coraz bardziej podobny do Ziemi, a nowe zrozumienie mglistej atmosfery Tytana może dostarczyć wskazówek dotyczących ewolucji wczesnego środowiska atmosferycznego Ziemi i rozwoju życia na naszej macierzystej planecie. Naukowcy odkryli szereg reakcji chemicznych na największym księżycu Saturna, które mogą chronić powierzchnię Księżyca przed promieniowaniem ultrafioletowym, podobnie jak działa warstwa ozonowa Ziemi. Reakcje mogą być również odpowiedzialne za tworzenie dużych cząsteczek organicznych, które tworzą gęstą i mętną pomarańczową atmosferę księżyca.
Naukowcy od dawna rozumieją, że wysoko w atmosferze Tytana światło słoneczne rozdziela metan na węgiel i wodór. Pierwiastki te reagują z azotem i innymi składnikami, tworząc gęstą mgłę złożonych węglowodorów, która całkowicie otacza księżyc.
Ale ostatnio rola poliynów w chemicznej ewolucji atmosfery Tytana była energicznie badana i dyskutowana. Polieny to grupa związków organicznych o naprzemiennych wiązaniach pojedynczych i potrójnych, takich jak diacetylen (HCCCCH) i triacetylen (HCCCCCCH). Uważa się, że te poliny służą jako osłona przed promieniowaniem UV w środowiskach planetarnych i mogą działać jako ozon prebiotyczny. Byłoby to ważne dla każdego życia próbującego uformować się na Tytanie.
„Nawet jeśli utworzysz cząsteczki ważne biologicznie (poprzez inne reakcje) i nie będzie warstwy ozonowej lub podobnej do warstwy ozonowej, cząsteczki te nie zawsze przetrwają trudne warunki promieniowania” - powiedział Ralf Kaiser, główny naukowiec badania.
Jednak podstawowe procesy chemiczne, które inicjują tworzenie i kontrolują wzrost polinii, nie zostały zrozumiane.
Kaiser i jego koledzy badali tworzenie triacetylenu i większych cząsteczek organicznych w laboratorium i symulacjach komputerowych. Odkryli, że triacetylen może powstawać w wyniku zderzeń między dwiema małymi cząsteczkami w reakcji, którą można łatwo zainicjować w niskich temperaturach panujących w atmosferze Tytana.
Autorzy sugerują, że triacetylen, cząsteczka organiczna, która mogłaby działać jako osłona promieniowania ultrafioletowego, może służyć jako budulec do tworzenia złożonych cząsteczek w atmosferze Tytana.
„Obecne eksperymenty są przeprowadzane tylko z cząsteczkami zawierającymi atomy węgla i wodoru”, powiedział Kaiser dla Space Magazine. „Aby zbadać powstawanie astrobiologicznie ważnych cząsteczek na Tytanie, musimy również„ dodać ”tlen i azot”. Kaiser powiedział, że planuje przeprowadzić tego rodzaju eksperymenty jeszcze w tym roku.
Zespół powiedział, że ma nadzieję, że ich połączone eksperymentalne, teoretyczne i modelowe badania będą działać jako szablon i zainicjować bardzo potrzebne, kolejne badania chemii otaczającego Tytana, tak aby uzyskać pełniejszy obraz procesów związanych z chemicznym przetwarzaniem atmosfery księżyca pojawi się.
Podpis pod zdjęciem: Kluczowe elementy budulcowe w organicznych warstwach mgły Tytana i prawdopodobnie wczesnej Ziemi pochodzą z reakcji chemicznych. Zdjęcie dzięki uprzejmości NASA-JPL, Dr. Xibin Gu i Reaction Dynamics Group, University of Hawaii
Źródło: PNAS
