Koristiti Atacama veliki milimetarski/submilimetarski niz (ALMA), tim znanstvenika identificirao je tajanstvenu molekulu u atmosferi Titana. To se zove ciklopropeniliden (C3H2), jednostavan spoj na bazi ugljika koji nikada prije nije viđen u atmosferi. Prema studiji tima objavljenoj u The Astronomical Journal , ova bi molekula mogla biti preteča složenijih spojeva koji bi mogli ukazivati na mogući život na Titanu.
Slično, dr. Catherine Neish sa Sveučilišta Zapadni Ontario Institut za istraživanje Zemlje i svemira (Western Space) i njezini kolege iz Europske svemirske agencije (ESA) otkrili su da Titan ima i druge kemikalije koje bi mogle biti sastojci za egzotični oblici života . U njihovoj studiji, koja se pojavila u Astronomija i astrofizika ,oni predstavljaju podatke misije Cassini koji su otkrili sastav udarnih kratera na Titanovoj površini.
Međunarodni tim odgovoran za otkriće ciklopropenilidena sastavljen je od istraživača iz NASA-e Odjel za istraživanje Sunčevog sustava (SSED), Sveučilišno udruženje za svemirska istraživanja (USRA), Institut za astronomiju i astrofiziku u Taipeiju i više sveučilišta. Vodili su ih Conor Nixon i dr. Alexander Thelen , planetarni znanstvenik i postdoktorant u NASA-inom centru za svemirske letove Goddard (odnosno).
Ova slika Titana u pravoj boji, koju je snimila svemirska letjelica Cassini, prikazuje gustu, maglovitu atmosferu mjeseca. Zasluge: NASA
Tim je koristio opservatorij ALMA za proučavanje Titana 2016. Dok su pregledavali svjetlosne potpise koje je ALMA prikupila, primijetili su spektre koji su ukazivali na čudan kemijski otisak prsta. Nakon pretraživanja baze podataka svih poznatih molekularnih svjetlosnih potpisa, Nixon ga je identificirao kao ciklopropeniliden (C3H2). Rekao je Nixon u NASA-i priopćenje za javnost :
“Kad sam shvatio da gledam ciklopropeniliden, prva mi je pomisao bila: ‘Pa, ovo je stvarno neočekivano. Titan je jedinstven u našem Sunčevom sustavu. Pokazalo se da je to riznica novih molekula.”
U prošlosti su znanstvenici otkrili C3H2u raznim džepovima diljem galaksije, ali samo u oblacima plina i prašine u međuzvjezdanom mediju (ISM). U tim su regijama uvjeti previše hladni i difuzni da bi se omogućile kemijske reakcije. U bilo kojem drugom okruženju, ciklopropeniliden lako reagira s drugim molekulama da nastane različite kemijske spojeve.
Međutim, Nixon i njegovi kolege uspjeli su otkriti male količine ciklopropenilidena oko Titana jer su ispitivali gornje slojeve mjesečeve atmosfere, gdje ima manje drugih plinova za C3H2za interakciju s. Zašto je to moguće za najveći Saturnov mjesec i nijedno drugo tijelo u Sunčevom sustavu ostaje misterij. Ali ono što najavljuje moglo bi biti još značajnije.
Do sada su otkrića ciklopropenilidena bila ograničena na džepove plina i prašine u međuzvjezdanom prostoru. Zasluge: Conor Nixon/NASA-in centar za svemirske letove Goddard
Iako C3H2 nije povezan sa modernim biološkim reakcijama ovdje na Zemlji, on je primjer onoga što je poznato kao 'molekule zatvorene petlje', koje su važne jer tvore prstenove okosnice za nukleobaze DNA i RNA - dva spoja to su sami građevni blokovi života kakvog poznajemo.
Michael Malaska , koji je nekoć radio u farmaceutskoj industriji, odlučio je promijeniti karijeru i postao planetarni znanstvenik JPL kako bi mogao proučavati objekte poput Titana. Kako je objasnio, pronalaženje molekula poput C3H2je ključno za uspostavljanje sagledavanja velike slike Titana:
“To je vrlo čudna mala molekula, tako da neće biti onakva o kojoj ćete učiti u srednjoj školi kemije ili čak na preddiplomskom studiju. Ovdje dolje na Zemlji, to neće biti nešto s čime ćete se susresti... Svaki mali komadić i dio koji otkrijete može vam pomoći da sastavite ogromnu slagalicu svih stvari koje se tamo događaju.”
Još jedna molekula zatvorene petlje koja je otkrivena u Titanovoj atmosferi je benzen (C6H6). Do sada se smatralo da je benzen najmanja jedinica prstenastih molekula ugljikovodika koja bi mogla postojati u atmosferi – ali taj status očito pripada ciklopropenilidenu. Štoviše, ciklička priroda obiju molekula daje istraživačima dodatnu granu kemije koja može omogućiti stvaranje DNK i RNA.
U svakom slučaju, uloga ovih spojeva sigurno će biti nešto što će biti nadolazeće Dragonflymisija mogao istražiti. Ova misija trebala bi se pokrenuti 2027., a sastoji se od drona s rotorcraftom koji će istraživati atmosferu i površinu Titana kako bi saznao više o njegovom bogatom prebiotskom okruženju i organskoj kemiji. Između ostalog, ova misija ima zadatak odgovoriti može li Titan zapravo podržavati život na svojoj površini i unutar svojih metanskih jezera.
Ovo je bila točka nagađanja i radoznalosti desetljećima, još od Putovanje 1 i 2 svemirske sonde letjele su kroz Saturnov sustav 1980. odnosno 1981. godine. Kada Cassini-Huygens misija je stigla oko Saturna 2004. godine, a ono što je primijetila samo je dodatno zaintrigiralo znanstvenike. Ono što su ove misije otkrile je da je Titan, unatoč tome što je bio vrlo hladan, na neki način izrazito sličan Zemlji.
Za početak, ima gustu atmosferu (četiri puta gušću od Zemljine) koja se pretežno sastoji od dušika. Niti jedan drugi planet ili mjesec u Sunčevom sustavu ne može to tvrditi! Osim toga, ima ciklus metana koji je vrlo sličan ciklusu vode na Zemlji, zajedno s jezerima i rijekama na površini, isparavanjem, oblacima i oborinama. Postoje čak i dokazi da može imati podzemni ocean slane vode.
Ali najzanimljiviji od svega su organski procesi na djelu, gdje metan i drugi ugljikovodici u atmosferi Titana stupaju u interakciju sa sunčevim zračenjem, razgrađuju se i oslobađaju mrežu organske kemije koja bi mogla rezultirati prebiotičkim površinskim uvjetima. To je ono što je Titan gurnulo na vrh popisa potencijalnih odredišta za NASA-ine misije koje traže prošli i sadašnji život u Sunčevom sustavu.
Ovaj umjetnikov koncept jezera na sjevernom polu Saturnovog mjeseca Titana ilustrira uzdignute rubove i bedemske značajke poput onih koje vidi NASA-ina svemirska letjelica Cassini oko mjesečevog jezera Winnipeg. Zasluge: NASA/JPL-Caltech
Kao Rosaly Lopes , viši znanstvenik i stručnjak za Titan u NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon (JPL), sažeto :
“Pokušavamo otkriti je li Titan useljiv. Dakle, želimo znati koji spojevi iz atmosfere dospiju na površinu, a zatim, može li taj materijal proći kroz ledenu koru do oceana ispod, jer mislimo da je ocean tamo gdje su uvjeti pogodni za život.”
Još jedna zanimljivost, koja čini Titan tako primamljivom metom za istraživanje, je mogućnost da bi molekule koje bi mogle stajati na Titanovoj površini mogle biti iste kao one koje su činile građevne blokove života na Zemlji. Prije otprilike 3,8 do 2,5 milijardi godina (tijekom Acheanskog eona), Zemlja je bila puno drugačije mjesto, gdje se atmosfera sastojala pretežno od dušika, CO2, metan i vodena para.
U osnovi, vjeruje se da su uvjeti na Zemlji tijekom tog razdoblja bili slični onima na Titanu danas. Melissa trenerica , NASA Goddard astrobiolog, zamjenik je glavnog istraživača misije Dragonfly i glavni istraživač ključni instrument koristit će se za analizu sastava Titanove površine. Kao ona naznačeno :
“Mi o Titanu razmišljamo kao o laboratoriju iz stvarnog života u kojem možemo vidjeti kemiju sličnu onoj na drevnoj Zemlji kada je ovdje zavladao život. Tražit ćemo veće molekule od C3H2, ali moramo znati što se događa u atmosferi da bismo razumjeli kemijske reakcije koje dovode do formiranja složenih organskih molekula i padanja kiše na površinu.”
Umjetnički dojam o misiji Dragonfly na površini Titana. Zasluge: JHUAPL
Na sličan način, docentica Catherine Neish i njezini kolege s ESA-e također su otkrili nešto vrlo zanimljivo kada su proučavali površinu Titana. Atmosferski procesi obično zatrpavaju Titanov površinski led ispod debelog sloja organskog materijala, posebno oko mjesečevog suhog ekvatorijala. Ovaj materijal se ponaša točno kao pijesak i vodi do prašne oluje i trening kada nastaju jaki vjetrovi.
Srećom, postoje mjesta gdje površinski led može proviriti i znanstvenici ga mogu proučavati i saznati više o njegovom sastavu. Više zemljopisne širine na Titanu, na primjer, podložne su većem broju oborina, što dovodi do površinskih tokova koji erodiraju pijesak. Osim toga, postoje udarni krateri stvoreni udarima predmeta o površinu, koji izlažu relativno svježi led unutar Titanove kore. Kako je Neish objasnio:
“To je divlje. Ne postoji drugo mjesto poput Titana u Sunčevom sustavu. Na Titanu ima više pijeska po području nego bilo gdje drugdje. I Titan ima vrijeme. Na taj način nije različita od Zemlje. Samo su sastojci pogrešni. Ima metanske kiše i potoci koji sijeku površinu, a organski pijesak se raznosi okolo. Još uvijek je vrlo aktivna baš kao što je i ovdje na Zemlji.”
Nažalost, teško je dobro pogledati površinu zbog guste atmosfere Titana. Ali nakon ispitivanja podataka dobivenih odCassini‘s Vidljivi i infracrveni kartografski spektrometar (VIMS), Neish i njezini kolege uspjeli su dobiti jasan pogled na tri udarna kratera u ekvatorijalnoj regiji Titana i njegovoj regiji srednje širine.
Umjetnički koncept oluje prašine na Titanu. Zasluge: IPGP/Labex UnivEarthS/Sveučilište Paris Diderot – C. Epitalon i S. Rodriguez
Ono što su otkrili je da se činilo da su ekvatorijalni krateri Selk, Ksa, Guabonito i krater u Santorini Faculi sastavljeni isključivo od tamnog organskog materijala. Utvrđeno je da su krateri srednje geografske širine Afekan, Soi, Forseti, Menrva i Sinlap obogaćeni vodenim ledom i organskim materijalom. Također su uspjeli utvrditi da niti jedan od leda koji su promatrali nije bio amonijak (NH3) ili smrznuti CO2(aka. “suhi led”).
To je u skladu s modelima Titana koji pokazuju da je to dinamično okruženje s aktivnim procesima koji oblikuju njegovu površinu. Kombinacija vode i organskih tvari također bi mogla značiti da postoje drevni ekosustavi zamrznuti na dnu udarnih kratera. Kao dio znanstveni i inženjerski tim nadzirući ovu misiju, Neishovi nalazi mogli bi informirati o nadolazećojDragonflymisije i gdje treba tražiti moguće dokaze života.
Također ilustrira kako se potraga za mogućim životom izvan Zemlje polako pomiče izvan Marsa i uključuje lokacije u vanjskom Sunčevom sustavu. Neish je rekao:
“Sve više mislim da vidimo lažnu jednakost između života i Marsa. Nedavna otkrića o Veneri i svim novim stvarima koje učimo o njoj, jednom kada je bila oceanski svijet, još su jedna promjena u igri. Konačno, ljudi kažu, u našoj potrazi za životom u svemiru, stvarno se moramo usredotočiti na puno više mjesta, a ne samo na Mars. A to uključuje NASA-inu misiju Dragonfly na Titan.”
Sljedećih nekoliko desetljeća obećavaju da će biti vrlo uzbudljivo vrijeme za istraživanje svemira (i njegovih obožavatelja!). Osim povratka na Mjesec, uspostavljanja trajne prisutnosti tamo i slanja prvih misija s posadom na Mars, također ćemo poslati naše robotske istraživače da istraže Europu, Ganimed i Titan u nadi da ćemo tamo pronaći život.
Time ćemo konačno moći rasvijetliti kako je život nastao u našem Sunčevom sustavu, a možda i kako bi i gdje mogao postojati u cijelom Svemiru!
