Титан, найбільший супутник Сатурна, був джерелом таємниці з тих пір, як вчені почали його вивчати понад століття тому. Ці таємниці лише поглибилися з приходом Кассіні-Гюйгенс місії в системі ще в 2004 році. Окрім пошуку доказів циклу метану, пребіотичних умов та органічної хімії,Кассіні-ГюйгенсМісія також виявила, що в Титані може бути інгредієнт, який допомагає породжувати життя.
Такий аргумент викладено в а недавнє дослідження міжнародною командою вчених. Після вивчення даних, отриманих вКассінікосмічним зондом вони виявили негативно заряджений вид молекули в атмосфері Титана. Ці молекули, відомі як «аніони вуглецевого ланцюга», вважаються будівельними блоками для більш складних молекул, які можуть зіграти ключову роль у виникненні життя на Землі.
Дослідження під назвою « Аніони вуглецевого ланцюга та зростання складних органічних молекул в іоносфері Титану “, нещодавно з’явилася вThe Astrophysical Journal Letters. Команда включала дослідників з Університетського коледжу в Лондоні, Університету Гренобля, Уппсальського університету, UCL/Birkbeck, Університету Колорадо, Шведський інститут космічної фізики , Південно-Західний науково-дослідний інститут (SwRI) і Центр космічних польотів Годдарда НАСА.
Схема внутрішньої будови Титану за повністю диференційованою моделлю щільного океану. Авторство: Wikipedia Commons/Kelvinsong
Як вказують у своєму дослідженні, ці молекули були виявлені Кассіні П лазма спектрометр (CAPS), коли зонд пролетів через верхню атмосферу Титана на відстані 950–1300 км (590 – 808 миль) від поверхні. Вони також показують, як присутність цих молекул була досить несподіваною, і є серйозним викликом для сучасних теорій про те, як працює атмосфера Титана.
Протягом деякого часу вчені зрозуміли, що в іоносфері Титана азот, вуглець і водень піддаються впливу сонячного світла та енергетичних частинок з магнітосфери Сатурна. Цей вплив призводить до процесу, коли ці елементи перетворюються на більш складні пребіотичні сполуки, які потім дрейфують у нижню атмосферу і утворюють густий серпанок органічних аерозолів, які, як вважають, зрештою досягають поверхні.
Це було предметом великого інтересу, оскільки процес, за допомогою якого прості молекули утворюють складні органічні, залишався для вчених дещо загадкою. Завдяки виявленню аніонів вуглецевого ланцюга це могло закінчитися, хоча їх відкриття було зовсім несподіваним. Оскільки ці молекули мають високу реакційну здатність, не очікується, що вони протримаються довго в атмосфері Титана, перш ніж з’єднатися з іншими матеріалами.
Однак дані показали, що ближче до Місяця вуглецеві ланцюги виснажувалися, тоді як попередники більших аерозольних молекул зазнали швидкого зростання. Це говорить про те, що між ними існує тісний взаємозв’язок, коли ланцюги «засівають» більші молекули. Вчені вже вважали, що ці молекули були важливою частиною процесу, який дозволив утворити життя на Землі мільярди років тому.
На цьому знімку з підсвічуванням супутник Сатурна Титан оточує ореол світла, показуючи його атмосферу. Авторство: NASA/JPL/Інститут космічних наук
Однак їхнє відкриття на Титані може бути ознакою того, як у Всесвіті починає зароджуватися життя. Як пояснив доктор Раві Десаї з Університетського коледжу Лондона та провідний автор дослідження в ESA прес-реліз :
«Ми зробили першу недвозначну ідентифікацію аніонів вуглецевого ланцюга в атмосфері, схожій на планету, яка, на нашу думку, є життєво важливою сходинкою у виробничій лінії зростання більших і складніших органічних молекул, таких як великі частинки туману Місяця. Це відомий процес у міжзоряному середовищі, але тепер ми бачили його в зовсім іншому середовищі, що означає, що він може представляти собою універсальний процес для виробництва складних органічних молекул».
Через його щільну атмосферу азоту та метану та наявність деяких із найскладніших хімічних речовин у Сонячній системі, багато хто вважає, що Титан схожий на ранню атмосферу Землі. Мільярди років тому, до появи мікроорганізмів, які дозволяли накопичувати кисень, імовірно, що на Землі була щільна атмосфера, що складається з азоту, вуглекислого газу та інертних газів.
Тому Титан часто розглядають як своєрідну планетарну лабораторію, де можна вивчати хімічні реакції, які могли призвести до життя на Землі. Однак перспектива знайти універсальний шлях до інгредієнтів для життя має наслідки, які виходять далеко за межі Землі. Насправді, астрономи могли б почати шукати ці самі молекули на екзопланетах, намагаючись визначити, які можуть викликати життя.
Ця ілюстрація показує «Кассіні» над північною півкулею Сатурна перед одним із 22 занурень у Великий Фінал. Авторство і права: NASA/JPL-Caltech
Ближче до дому, знахідки також можуть бути важливими для пошуку життя в нашій власній Сонячній системі. «Питання в тому, чи може це відбуватися в інших азотно-метанових атмосферах, таких як Плутон чи Тритон, або екзопланети з подібними властивостями?» запитав Деся. І Ніколас Альтобеллі, науковець проекту місії «Кассіні-Гюйгенс», додано :
'Ці надихаючі результати Кассіні показують важливість відстеження шляху від малих до великих хімічних видів, щоб зрозуміти, як складні органічні молекули утворюються в ранній атмосфері, схожій на Землю. ВПопри те, що ми не виявили саме життя, знайшовши складну органіку не лише на Титані, а й у кометах та у всьому міжзоряному середовищі, ми, безумовно, наближаємося до пошуку її попередників.'
Кассіні» Великий фінал «Кульмінація її 13-річної місії навколо Сатурна та його системи супутників має завершитися 15 вересня 2017 року. Фактично, на момент написання цієї статті місія завершиться приблизно через 1 місяць 18 днів 16 годин і 10 хвилин. Після останнього проходу між кільцями Сатурна зонд буде виведено з орбіти в атмосферу Сатурна, щоб запобігти забрудненню супутників системи.
Однак майбутні місії, як Космічний телескоп Джеймса Вебба , ЄКА тарілка місійні та наземні телескопи, як ДУША очікується, що в найближчі роки зробить кілька значних знахідок на екзопланетах. Знання того, які типи молекул є притаманними для перетворення звичайних елементів в органічні молекули, безумовно, допоможе звузити пошук придатних для життя (або навіть населених) планет!
Подальше читання: ЦЕ , The Astrophysical Journal Letters