Vederea în infraroșu apropiat de către Cassini a lacurilor lui Titan. (NASA/JPL-Caltech/Universitatea din Arizona/Universitatea din Idaho) Titan , luna deja destul de ciudată a lui Saturn, tocmai a devenit puțin mai ciudată. Astronomii au detectat ciclopropeniliden (C3H2) în atmosfera sa - o moleculă extrem de rară pe bază de carbon, care este atât de reactivă, încât poate exista pe Pământ doar în condiții de laborator.
De fapt, este atât de rar încât nu a fost niciodată detectat într-o atmosferă, în Sistemul Solar sau în altă parte. Singurul alt loc în care poate rămâne stabil este golul rece al spațiului interstelar. Dar poate fi o piatră de bază pentru molecule organice mai complexe care ar putea duce într-o zi la viață.
„Ne gândim la Titan ca la un laborator din viața reală, unde putem vedea chimie similară cu cea a Pământului antic, când viața a luat stăpânire aici.” a spus astrobiologul Melissa Trainer de la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA, unul dintre oamenii de știință șefi s-a pregătit să investigheze luna în viitoarea misiune Dragonfly, lansată în 2027.
„Vom căuta molecule mai mari decât C3H2, dar trebuie să știm ce se întâmplă în atmosferă pentru a înțelege reacțiile chimice care conduc molecule organice complexe să se formeze și să plouă la suprafață”.
Ciclopropeniliden – pe care chiar și cercetătorii NASA descrie ca o „mică moleculă foarte ciudată” – nu tinde să reziste mult în condiții atmosferice, deoarece reacționează foarte rapid și ușor cu alte molecule, formând alți compuși.
Odată ce face asta, nu mai este ciclopropeniliden. În spațiul interstelar, orice gaz sau praf este de obicei foarte rece și foarte difuz, ceea ce înseamnă că compușii nu interacționează prea mult, iar ciclopropenilidena poate să atârne.
Titan este foarte diferit de spațiul interstelar. E cam îmbibat, culacuri de hidrocarburi,nori de hidrocarburi, și un predominant atmosfera de azot , cu un pic de metan. Atmosfera este de patru ori mai groasă decât atmosfera Pământului (care este, de asemenea dominat de azot ). Sub suprafață, oamenii de știință cred că există o mare ocean de apă sărată .
În 2016, o echipă condusă de savantul planetar Conor Nixon de la Goddard Space Flight Center al NASA a folosit Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) din Chile pentru a sonda atmosfera lunii, căutând molecule organice.
A fost în atmosfera superioară slabă, deasupra suprafeței, unde au detectat o semnătură chimică necunoscută. Comparând-o cu o bază de date de profiluri chimice, echipa a identificat molecula ca ciclopropeniliden. Este probabil ca subțirea atmosferei la acea altitudine să contribuie la supraviețuirea moleculei, dar de ce apare pe Titan și nicio altă lume este un mister.
„Când mi-am dat seama că mă uitam la ciclopropeniliden, primul meu gând a fost: „Ei bine, asta este cu adevărat neașteptat”. spuse Nixon . „Titanul este unic în sistemul nostru solar. S-a dovedit a fi un tezaur de molecule noi.
Ciclopropenilidena prezintă un interes deosebit, deoarece este ceea ce este cunoscut sub numele de moleculă inel; cei trei atomi ai săi de carbon sunt legați împreună într-un inel (ei bine, un triunghi, dar principiul este același). Deși nu se știe că ciclopropenilidenul în sine joacă un rol biologic, nucleobazele ADN și ARN se bazează pe astfel de inele moleculare.
„Natura ciclică a acestora deschide această ramură suplimentară a chimiei care vă permite să construiți aceste molecule importante din punct de vedere biologic”, a spus astrobiologul Alexander Thelen al Centrului de Zbor Spațial Goddard al NASA.
Cu cât molecula este mai mică, cu atât are mai mult potențial - reacțiile care implică molecule mai mici cu mai puține legături se așteaptă să aibă loc mai repede decât reacțiile care implică molecule mai mari și mai complicate. Aceasta înseamnă că reacțiile care implică molecule mai mici, pur prin numere, sunt de așteptat să aibă ca rezultat o gamă mai diversă de rezultate.
Anterior, se credea că benzenul (C6H6) este cea mai mică moleculă de inel de hidrocarbură găsită în orice atmosferă (inclusiv cea a lui Titan). Ciclopropenilidenul este învingător.
Titan este deja un stup de activitate chimică organică. Azotul și metanul se descompun în lumina soarelui, declanșând o cascadă de reacții chimice . Dacă aceste reacții ar putea duce la viață, este o întrebare pe care oamenii de știință mor să răspundă.
„Încercăm să ne dăm seama dacă Titan este locuibil.” a spus geologul Rosaly Lopes al Laboratorului de propulsie cu reacție al NASA. „Așa că vrem să știm ce compuși din atmosferă ajung la suprafață și apoi, dacă acel material poate trece prin crusta de gheață până în oceanul de dedesubt, pentru că credem că oceanul este locul în care sunt condițiile locuibile”.
Determinarea compușilor prezenți în atmosferă este un pas foarte important în acel proces de cercetare. Ciclopropenilidena poate fi mică și ciudată, dar această moleculă extrem de rară ar putea fi o piesă cheie a puzzle-ului chimiei Titan. Acum trebuie doar să ne dăm seama cum se potrivește.
Cercetarea a fost publicată în Jurnalul Astronomic .