Titan ser ut til å være mer som jorden hele tiden, og en ny forståelse av Titans disige atmosfære kan gi ledetråder til utviklingen av jordas tidlige atmosfæriske miljø og utviklingen av livet på vår hjemlige planet. Forskere har oppdaget en serie kjemiske reaksjoner på Saturns største måne som kan beskytte månens overflate mot ultrafiolett stråling, i likhet med hvordan jordas ozonlag fungerer. Reaksjonene kan også være ansvarlige for å danne de store organiske molekylene som komponerer månens tykke og disige oransje atmosfære.
Forskere har lenge forstått at høyt i Titans atmosfære bryter sollys metan til karbon og hydrogen. Disse elementene reagerer med nitrogen og andre ingredienser for å danne en tykk dis av komplekse hydrokarboner som fullstendig omhyller månen.
Men nylig har rollen som polyyner i den kjemiske utviklingen av Titans atmosfære blitt forsket kraftig og diskutert. Polyyner er en gruppe organiske forbindelser med vekslende enkelt- og trippelbindinger, så som diacetylen (HCCCCH) og triacetylen (HCCCCCCH). Disse polyynene antas å tjene som et UV-strålevern i planetmiljøer, og kan fungere som prebiotisk ozon. Dette ville være viktig for ethvert liv som forsøker å danne seg på Titan.
"Selv om du danner biologisk viktige molekyler (via andre reaksjoner) og det ikke er noe ozon eller ozonlignende lag, vil ikke disse molekylene alltid overleve det tøffe strålingsmiljøet," sa Ralf Kaiser, hovedforsker i studien.
De underliggende kjemiske prosessene som initierer dannelsen og kontrollerer veksten av polyener har imidlertid ikke blitt forstått.
Kaiser og kollegene studerte dannelsen av triacetylen og større organiske molekyler i laboratoriet og i datasimuleringer. De fant ut at triacetylen kan dannes ved kollisjoner mellom to små molekyler i en reaksjon som lett kan startes under de kalde forholdene som finnes i Titans atmosfære.
Forfatterne antyder at triacetylen, et organisk molekyl som kan fungere som et skjold for ultrafiolett stråling, kan tjene som byggesteinen for å skape komplekse molekyler i Titans atmosfære.
"De nåværende eksperimentene blir utført med molekyler som bare inneholder karbon og hydrogenatomer," sa Kaiser til Space Magazine. "For å undersøke dannelsen av astrobiologisk viktige molekyler på Titan, må vi også" tilsette "oksygen og nitrogen." Kaiser sa de planlegger å gjøre den typen eksperimenter senere i år.
Teamet sa de håper deres kombinerte eksperimentelle, teoretiske og modelleringsstudie vil fungere som en mal, og utløse sårt tiltrengt, suksessiv undersøkelse av kjemien i omkringliggende Titan, slik at et mer fullstendig bilde av prosessene som er involvert i den kjemiske prosesseringen av månens atmosfære vil dukke opp.
Lead billed caption: Avgjørende byggesteiner i de organiske dislagene i Titan og muligens av den tidlige jorden kommer fra kjemiske reaksjoner. Bildepoeng med tillatelse fra NASA-JPL, Dr. Xibin Gu og Reaction Dynamics Group, University of Hawaii
Kilde: PNAS
