Komplexní sloučeniny na Titanu

By admin, on Červenec 16th, 2013

Ze simulací provedených v Jet Propulsion Laboratory (JPL) v Pasadeně v Kalifornii vyplývá, že na Saturnově měsíci Titanu se vyskytují komplexní organické sloučeniny. Tyto sloučeniny jsou přítomny i v nízkých vrstvách atmosféry Titanu, hlouběji, než se dosud myslelo. Z takových sloučenin může za určitých okolností vzniknout život. O tomto poznatku vyšel článek v Nature Communications.

Barevný disk Saturnova největšího měsíce, Titanu, přechází před planetou a jejími prstenci. Vyfotografováno sondou Cassini (snímek v barevném provedení blízkém vnímání lidského oka. Zdroj: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Dříve se vědci domnívali, že chemické sloučeniny v dolní atmosféře a na povrchu Titanu jsou inertní a nezajímavé. Horní atmosféra chrání spodní vrstvy před účinky kosmického záření. Experimenty, které provedl Murthy Gudipati a jeho vědecký tým v JPL však ukazují, že navzdory relativní ochraně před vnějšími vlivy se může na povrchu Titanu dít mnoho zajímavého. Stejný typ záření, kteří řídí biochemii na Zemi může řídit i chemii na Titanu, dokonce i když Titan dostává mnohem méně záření ze Slunce a má mnohem nižší teplotu. Titan není po chemické stránce „spící obr“, ale je přinejmenším „napůl probuzený“.

Od průletů sond Voyager začátkem 80. let vědci věděli, že Saturnův největší měsíc Titan má hustou, ve viditelném světle neprůhlednou atmosféru obsahující uhlovodíky, včetně methanu a ethanu. Tyto jednoduché organické molekuly mohou vytvořit vzduchem přenášené složitější molekuly s uhlíko-dusíko-vodíkovými vazbami, chovající se podobně jako smog. Astronom Carl Sagan je nazval „tholiny“. Mlha v atmosféře Titanu není rozložena rovnoměrně, ale je uspořádána do dvou vrstev nad sebou v různých výškách.

Veděli jsme, že horní vrstvy atmosféry Titanu jsou příznivé pro formování komplexních organických sloučenin. Nyní víme, že sluneční světlo v dolní vrstvě atmosféry Titanu mohou znovunastartovat komplexnější organickou chemii v kapalině a pevné látce, spíše než v plynech.

Před 40 lety vědci v Allenových laboratořích vyzkoušeli pevné skupenství dicyanoacetylénu — molekuly detekované na Titanu, která je příbuzná sloučeninám hnědnoucím účinkem okolního světla.

V tomto posledním experimentu byl dicyanoacetylén vystaven laserovému záření o vlnové délce 355 nanometrů, která odpovídá blízkému ultrafialovému záření. Záření o této vlnové délce je sice atmosférou Titanu zeslabeno, avšak proniká až na povrch. Výsledek byl vznik nahnědlé mlhy. To znamená, že v podmínkách panujících při povrchu Titanu mohou vznikat tholiny.

Komplexní organické sloučeniny mohou obalit „skály“ z vodního ledu na povrchu Titanu a případně prosáknout ledovou kůrou Titanu až do kapalné vody (podpovrchového oceánu) po touto kůrou. V předchozích laboratorních experimentech byly tholiny jako tyto vystaveny po delší dobu kapalné vodě. Vznikly biologicky významné molekuly: aminokyseliny a nukleotidické báze, z jakých je složena například DNA.