Титан, луната на Сатурн, изненада учените. Астрономите са открили в атмосферата му циклопропенилиден (C3H2), изключително рядка молекула на основата на въглерод, която е толкова реактивна, че може да съществува на Земята само в лабораторни условия.
Всъщност е толкова рядко, че никога досега не е било открито в атмосферата, в Слънчевата система или някъде другаде. Единственото друго място, където молекулата може да остане стабилна, е в студената празнина на междузвездното пространство. Но на негова основа е възможна появата на по-сложни органични молекули, които един ден могат да доведат до живот.
„Мислим за Титан като за истинска лаборатория, където виждаме химия, подобна на тази на древната Земя, когато животът се е родил тук“, каза астробиологът Мелиса Трейнър от Центъра за космически полети „Годард“ на НАСА.
“Ще търсим молекули, по-големи от C3H2, но трябва да знаем какво се случва в атмосферата, за да разберем химичните реакции, които водят до сложни органични молекули.”
Циклопропенилиденът, който дори изследователите на НАСА описват като „много странна малка молекула“, не може да продължи дълго в атмосферни условия, защото реагира много бързо с молекули, за да образува други съединения.
След като реакцията настъпи, циклопропенилиденът вече не съществува. В междузвездното пространство всеки газ или прах е много студен и дифузен, което означава слаби взаимодействия и циклопропенилиден може да съществува.
Титан е много различен от междузвездното пространство. С въглеводородни езера, въглеводородни облаци и предимно азотна атмосфера с малко метан. Атмосферата е четири пъти по-дебела от тази на Земята (която също е доминирана от азот). Учените смятат, че под повърхността има огромен океан от солена вода.
През 2016 г. екип от учени, ръководен от планетарния учен Конор Никсън от космическия център за космически полети „Годард“ на НАСА, използва Големия милиметър / субмилиметров масив (АТАКА) в Чили, за да изследва атмосферата на титана в търсене на органични молекули.
Подписът на странната молекула е намерен в слабата горна атмосфера, високо над повърхността. Сравнявайки го с база данни с химически профили, екипът идентифицира молекулата като циклопропенилиден. Вероятно тънкостта на атмосферата на тази височина допринася за оцеляването на молекулата, но защо тя се е появила на Титан, а не на която и да е друга планета остава загадка.
„Когато разбрах, че гледам циклопропенилиден, първата ми мисъл беше:„ Е, това е наистина неочаквано “, каза Никсън. „Титан е уникален в нашата слънчева система. Оказа се съкровище от нови молекули.
Циклопропенилиденът е от особен интерес, тъй като е известен като пръстенна молекула; трите му въглеродни атома са свързани в пръстен (в триъгълник, но принципът е един и същ). Въпреки че самият циклопропенилиден не е известен, че играе биологична роля, азотните основи на ДНК и РНК се основават на такива молекулярни пръстени.
„Тяхната цикличност отваря допълнителен клон на химията, който позволява създаването на биологично важни молекули“, каза астробиологът Александър Телен от Центъра за космически полети „Годард“ на НАСА.
Колкото по-малка е молекулата, толкова по-голям потенциал има – очаква се реакциите, включващи по-малки молекули с по-малко връзки, да се случат по-бързо от реакциите, включващи по-големи и по-сложни молекули. Това означава, че реакциите, включващи малки молекули, ще доведат до по-разнообразни резултати.
Титанът вече е кошер с органична химическа активност. Азотът и метанът се разграждат на слънчева светлина, причинявайки каскада от химични реакции. Дали тези реакции могат да доведат до живот е въпрос, на който учените са готови да отговорят.
“Опитваме се да разберем дали Титан е обитаем”, каза геологът Розали Лопес от лабораторията за реактивно задвижване на НАСА. “Затова искаме да знаем какви съединения от атмосферата излизат на повърхността и след това дали този материал може да премине през ледената кора в океана отдолу, защото смятаме, че океанът е там, където са обитаемите условия.”
Разберете кои съединения присъстват в атмосферата е много важна стъпка в този изследователски процес. Циклопропенилиденът, изключително рядка молекула, може да бъде ключов елемент в химичния живот на Титан.
Изследването е публикувано в The Astronomical Journal.
Източници: Снимка: NASA / JPL-Caltech / Университет в Аризона / Университет в Айдахо
