Titan, mesiac Saturn, vedcov prekvapil. Astronómovia objavili v jeho atmosfére cyklopropenylidén (C3H2), mimoriadne vzácnu molekulu na báze uhlíka, ktorá je taká reaktívna, že na Zemi môže existovať iba v laboratórnych podmienkach.
V skutočnosti je to také zriedkavé, že sa nikdy predtým nenašlo v atmosfére, slnečnej sústave alebo kdekoľvek inde. Jediné ďalšie miesto, kde molekula môže zostať stabilná, je v chladnej dutine medzihviezdneho priestoru. Ale na jeho základe je možný vznik zložitejších organických molekúl, ktoré môžu jedného dňa viesť k životu.
„Titan považujeme za skutočné laboratórium, kde vidíme chémiu podobnú tej, ktorá bola na starej Zemi, keď sa tu zrodil život,“ uviedla astrobiologička Melissa Trainerová z Goddardovho vesmírneho letového centra NASA.
„Budeme hľadať molekuly väčšie ako C3H2, ale potrebujeme vedieť, čo sa deje v atmosfére, aby sme pochopili chemické reakcie, ktoré vedú k zložitým organickým molekulám.“
Cyklopropenylidén, ktorý dokonca vedci z NASA označujú za „veľmi zvláštnu malú molekulu“, nemôže v atmosférických podmienkach trvať dlho, pretože s molekulami reaguje veľmi rýchlo za vzniku ďalších zlúčenín.
Len čo dôjde k reakcii, cyklopropenylidén už neexistuje. V medzihviezdnom priestore je akýkoľvek plyn alebo prach veľmi chladný a rozptýlený, čo znamená slabé interakcie, a môže existovať cyklopropenylidén.
Titan sa veľmi líši od medzihviezdneho priestoru. S uhľovodíkovými jazerami, uhľovodíkovými mrakmi a atmosférou prevažne dusíka s malým obsahom metánu. Atmosféra je štyrikrát hustejšia ako atmosféra Zeme (ktorej dominuje tiež dusík). Vedci si myslia, že pod povrchom je obrovský oceán slanej vody.
V roku 2016 tím vedcov vedený planetárnym vedcom Conorom Nixonom z Goddardovho vesmírneho letového strediska NASA použil v Čile Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) na skúmanie atmosféry titánu pri hľadaní organických molekúl.
Podpis zvláštnej molekuly sa našiel v jemnej hornej atmosfére, vysoko nad povrchom. Pri porovnaní s databázou chemických profilov tím identifikoval molekulu ako cyklopropenylidén. Je pravdepodobné, že tenká atmosféra v tejto nadmorskej výške prispieva k prežitiu molekuly, ale prečo sa objavila na Titane, a nie na akejkoľvek inej planéte, zostáva záhadou.
“Keď som si uvedomil, že sa pozerám na cyklopropenylidén, moja prvá myšlienka bola: 'No, je to naozaj neočakávané,' 'povedal Nixon. „Titan je v našej slnečnej sústave jedinečný. Ukázalo sa, že to bol poklad nových molekúl. ““
Cyklopropenylidén je zvlášť zaujímavý, pretože je známy ako kruhová molekula; jeho tri atómy uhlíka sú spojené v kruhu (v trojuholníku, ale princíp je rovnaký). Aj keď nie je známe, že samotný cyklopropenylidén hrá biologickú úlohu, dusíkaté bázy DNA a RNA sú založené na takýchto molekulárnych kruhoch.
„Ich cyklická povaha otvára ďalšie odvetvie chémie, ktoré umožňuje vytváranie biologicky dôležitých molekúl,“ uviedol astrobiológ Alexander Thelen z Goddardovho vesmírneho letového strediska NASA.
Čím menšia je molekula, tým väčší je jej potenciál – očakáva sa, že reakcie, ktoré zahrnujú menšie molekuly s menším počtom väzieb, sa vyskytnú rýchlejšie ako reakcie, ktoré zahŕňajú väčšie a zložitejšie molekuly. To znamená, že reakcie zahŕňajúce malé molekuly povedú k rozmanitejším výsledkom.
Titán je už úľom organickej chemickej aktivity. Dusík a metán sa rozkladajú na slnečnom svetle a spôsobujú kaskádu chemických reakcií. To, či tieto reakcie môžu viesť k životu, je otázka, na ktorú vedci túžia odpovedať.
„Snažíme sa zistiť, či je Titan obývateľný,“ uviedla geologička Rosalie Lopezová z Jet Propulsion Laboratory NASA. „Chceme teda vedieť, aké zlúčeniny z atmosféry sa dostávajú na povrch, a potom, ak sa tento materiál môže dostať cez ľadovú kôru do oceánu pod ním, pretože si myslíme, že oceán je tam, kde sú obytné podmienky.“
Zistenie, ktoré zlúčeniny sú prítomné v atmosfére, je veľmi dôležitým krokom v tomto výskumnom procese. Cyklopropenylidén, mimoriadne vzácna molekula, by mohol byť kľúčovým prvkom v chemickom živote Titanu.
Výskum je publikovaný v The Astronomical Journal.
Zdroje: Foto: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / University of Idaho
