Saturns største måne Titan er kanskje den mest fascinerende eiendommen i solsystemet akkurat nå. Ikke overraskende, gitt det faktum at månens tette atmosfære, rike organiske omgivelser og prebiotisk kjemi antas å være lik Jordens urbefolkning. Som sådan tror forskere at månen kan fungere som et slags laboratorium for å studere prosessene der kjemiske elementer blir byggesteinene for livet.
Disse studiene har allerede ført til et vell av informasjon, som inkluderer den nylige oppdagelsen av "karbonkjedeanioner" - som antas å være byggesteiner for mer komplekse molekyler. Og nå, takket være data fra Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) i Chile, har et team av forskere fra NASA oppdaget tilstedeværelsen av akrylonitril, et annet kjemisk element som kan være grunnlaget for livet på den månen.
Studien som beskriver funnene deres - med tittelen "ALMA-påvisning og astrobiologisk potensial for vinylcyanid på Titan" - ble publisert i tidsskriftet 28. juli. Vitenskapelige fremskritt. I det forklarer teamet hvordan data fra ALMA-matrisen indikerte at store mengder akrylnitril (C2H3CN) finnes på Titan - mest sannsynlig innenfor månens stratosfære.
Som Maureen Palmer, en forsker med Goddard Center for Astrobiology og hovedforfatteren på papiret, indikerte i en pressemelding fra NASA: “Vi fant overbevisende bevis på at akrylonitril er til stede i Titans atmosfære, og vi tror en betydelig tilførsel av dette råstoffet når overflaten. "
Også kjent som vinylcyanid, brukes akrylonitril her på jorden til fremstilling av plast. Tidligere har det blitt spekulert i at denne forbindelsen kan være til stede i Titans atmosfære. Imidlertid var det først nylig at forskere ble klar over muligheten for at det er grunnlaget for levende vesener i Titans rike organiske miljø - med sin jevn tilførsel av karbon, hydrogen og nitrogen.
Dette er basert på en studie som ble utført i 2015, der et team av forskere fra Cornell prøvde å avgjøre om det kunne dannes organiske celler i Titans tøffe miljø. Gitt at månen opplever gjennomsnittlige overflatetemperaturer på -179 ° C (-290 ° F), og at atmosfæren hovedsakelig er nitrogen og hydrokarboner, kunne ikke lipid-dobbeltlagsmembraner (som er grunnlaget for livet på jorden) overleve der.
Imidlertid, etter å ha utført molekylsimuleringer, bestemte teamet at små organiske nitrogenforbindelser ville være i stand til å danne et ark med materiale som ligner en cellemembran. De bestemte også at disse arkene kunne danne hule, mikroskopiske sfærer som de kalte “azotosomer”, og at den beste kjemiske kandidaten for dette arkene ville være akrylonitril.
Et slikt materiale vil være i stand til å overleve i flytende metan og ved ekstremt kalde temperaturer, og vil derfor være det mest sannsynlige grunnlaget for organisk liv på Titan. Som Michael Mumma, direktøren for Goddard Center for Astrobiology, forklarte:
Evnen til å danne en stabil membran for å skille det indre miljøet fra det ytre er viktig fordi det gir et middel til å inneholde kjemikalier som er lenge nok til at de kan samhandle. Hvis membranlignende strukturer kunne dannes av vinylcyanid, ville det være et viktig skritt på veien til livet på Saturns måne Titan. "
Av hensyn til studien sin kombinerte Goddard-teamet 11 høyoppløselige datasett fra ALMA, som de hentet fra et arkiv med observasjoner som ble brukt til å kalibrere matrisen. Fra dataene slo Palmer og hennes team fast at akrylonitril er relativt rikelig i Titans atmosfære, og nådde konsentrasjoner på opptil 2,8 deler per milliard. De bestemte også at det ville være vanligst i Titans øvre atmosfære.
Det er her karbon, hydrogen og nitrogen kjemisk kunne binde seg fra eksponering for sollys og energiske partikler fra Saturns magnetfelt. Etter hvert ville akrylnitrilen komme seg gjennom den kalde atmosfæren og kondensere for å danne regndråper som ville falle til overflaten. Teamet estimerte også hvor mye av dette materialet som ville samle seg i Ligeia Mare - Titans nest største metansjø - over tid.
Til slutt beregnet de at innen hver kubikkcentimeter (cm³) av volumet, kunne Ligeia Mare danne så mange som 10.000.000 azotosomer. Det omtrent ti ganger så mye bakterier som finnes i vannene langs jordas kystregioner. Som Martin Cordiner, en av seniorforfatterne i papiret, antydet, er disse funnene absolutt oppmuntrende når det gjelder søken etter utenomjordisk liv i vårt solsystem.
"Deteksjonen av dette unnvikende, astrobiologisk relevante kjemikaliet er spennende for forskere som er ivrige etter å bestemme om livet kan utvikle seg på isete verdener som Titan," sa han. "Dette funnet legger til et viktig stykke for vår forståelse av den kjemiske kompleksiteten til solsystemet."
Gitt, studien og grunnlaget for konklusjonene er ganske spekulative. Men de viser at innenfor visse etablerte parametere kan livet eksistere i solsystemet vårt langt utenfor grensene for vår sols "beboelige sone". Denne studien kan også ha konsekvenser i jakten på liv i ekstrasolære systemer. Hvis forskere definitivt kan si at livet ikke trenger varmere temperaturer og flytende vann for å eksistere, åpner det for enorme muligheter.
I de kommende tiårene forventes det at flere oppdrag går til Titan, alt fra ubåter som vil utforske metansjøene til droner og luftplattformer som vil studere atmosfære og overflate. Allerede forventes det at de vil skaffe verdifull informasjon om dannelsen av Saturn-systemet. Men å også oppdage helt nye livsformer? Det ville virkelig være jordskalende!
