Znanstveniki menijo, da ima luna Saturna kemično, ki lahko tvori "membrane"

Anonim

Znanstveniki NASA so dokončno odkrili kemijski akrilonitril v atmosferi Saturnove lune Titan, mesto, ki je že dolgo zanimalo znanstvenike, ki preučujejo kemične predhodnike življenja.

Na Zemlji je akrilonitril, znan tudi kot vinil cianid, uporaben pri izdelavi plastike. V težkih pogojih največje lune Saturna se zdi, da ta kemikalija tvori stabilne, prožne strukture, podobne celičnim membranam. Drugi raziskovalci so že predlagali, da je akrilonitril sestavina Titanovega ozračja, vendar niso poročali o nedvoumnem odkrivanju kemikalije v smrekovodnem organu organskih ali ogljikovih molekul, ki jih najdemo tam.

Zdaj so raziskovalci NASA identificirali kemični prstni odtis akrilonitrila v podatkih Titana, ki jih je zbiral Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) v Čilu. Ekipa je na Titanu odkrila velike količine kemikalije, najverjetneje v stratosferi - megleni del atmosfere, ki temu luni daje rjavo-oranžno barvo.

"Ugotovili smo prepričljive dokaze, da je akrilonitril prisoten v Titanovem ozračju in menimo, da znatna oskrba s temi surovinami doseže površino, " je povedala Maureen Palmer, raziskovalec z Goddardovim centrom za astrobiologijo pri NASA-jevem centru Goddard Space Flight v Greenbeltu, Maryland, in vodilni avtor 28. julija 2017, članek v Science Advances.

Celice zemeljskih rastlin in živali se ne bi dobro držale na Titanu, kjer površinske temperature povprečno minus 290 stopinj Fahrenheita (minus 179 stopinj Celzija) in jezera rob z tekočim metanom.

Leta 2015 so univerzitetni znanstveniki rešili vprašanje, ali bi lahko kakršne koli organske molekule, ki bi lahko bile na Titanu, pod takimi negostoljubnimi pogoji tvorile strukture, podobne lipidnim dvoslojcem živih celic na Zemlji. Tanek in fleksibilen lipidni dvosloj je glavna sestavina celične membrane, ki ločuje notranjost celice od zunanjega sveta. Ta skupina je identificirala akrilonitril kot najboljši kandidat.

Ti raziskovalci so predlagali, da se akrilonitrilne molekule lahko združijo kot list materiala, podobnega celični membrani. List lahko oblikuje votlo, mikroskopsko kroglo, ki jo imenujeta "azotosom". Ta sfera bi lahko služila kot majhen skladiščni in transportni zabojnik, podobno kot sferi, ki jih lahko tvorijo lipidni dvosloji.

"Zmožnost oblikovanja stabilne membrane za ločevanje notranjega okolja od zunaj je pomembna, ker zagotavlja sredstvo za zadrževanje kemikalij, ki so dovolj dolgo, da bi jim omogočili interakcijo, " je dejal Michael Mumma, direktor Goddardovega centra za astrobiologijo, ki je ki ga financira Astrobiološki inštitut NASA. "Če bi membrane podobne strukture lahko oblikovale vinil cianid, bi bil pomemben korak na poti do življenja na Saturnovi luni Titan."

Ekipa Goddarda je ugotovila, da je v Titanovem ozračju prisoten akrilonitril, prisoten v koncentracijah do 2, 8 delov na milijardo. V stratosferi je verjetno najobsežnejša kemikalija, na nadmorski višini najmanj 125 kilometrov (200 kilometrov). Na koncu akrilonitril poteka v hladno spodnje ozračje, kjer kondenzira in dežuje na površje.

Raziskovalci so izračunali, koliko materiala bi lahko odložili v drugo največje Titanovo jezero Ligeia Mare, ki zaseda približno enako površino kot Zemljo jezero Huron in jezero Michigan skupaj. Ligeia Mare je v času življenjske dobe Titana ocenila, da bi lahko dovolj akrilonitrila pridobila približno 10 milijonov azozomov v vsaki mililiter ali četrtino čajne žličke tekočine. To primerjamo s približno milijon bakterij na mililiter morske vode na morju na Zemlji.

Ključ za odkrivanje Titanovega akrilonitrila je bil združiti 11 nizov podatkov iz ALMA. Ekipa jih je pridobila iz arhiva opazovanj, ki so prvotno namenili kalibriranju količine svetlobe, ki jo je prejela teleskopska matrika.

Palmer in njeni sodelavci so v skupni zbirki podatkov identificirali tri spektralne črte, ki ustrezajo prstnemu odtisu akrilonitrila. Ta ugotovitev pride deset let po tem, ko so drugi raziskovalci sklepali, da prisotnost akrilonitrila izhaja iz opazovanj masnega spektrometra na NASA-jevem vesoljskem plovilu Cassini.

"Odkrivanje te neugodne, astrobiološko pomembne kemikalije je zanimivo za znanstvenike, ki želijo ugotoviti, ali bi se lahko življenje razvilo na ledenih svetovih, kot je Titan, " je povedal znanstvenik Martin Goderard Martin Cordiner, višji avtor na papirju. "Ta ugotovitev doda pomemben del našemu razumevanju kemijske kompleksnosti sončnega sistema."

menu
menu