Το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάνας μπορεί να είναι το πιο συναρπαστικό κομμάτι ακινήτων στο Ηλιακό Σύστημα αυτή τη στιγμή. Δεν προκαλεί έκπληξη, δεδομένου ότι η πυκνή ατμόσφαιρα του φεγγαριού, το πλούσιο οργανικό περιβάλλον και η πρεβιοτική χημεία θεωρούνται παρόμοια με την αρχέγονη ατμόσφαιρα της Γης. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το φεγγάρι θα μπορούσε να λειτουργήσει ως ένα είδος εργαστηρίου για τη μελέτη των διαδικασιών με τις οποίες τα χημικά στοιχεία γίνονται τα δομικά στοιχεία της ζωής.
Αυτές οι μελέτες έχουν ήδη οδηγήσει σε πληθώρα πληροφοριών, οι οποίες περιελάμβαναν την πρόσφατη ανακάλυψη «ανιόντων αλυσίδας άνθρακα» - τα οποία πιστεύεται ότι αποτελούν δομικά στοιχεία για πιο περίπλοκα μόρια. Και τώρα, χάρη στα δεδομένα από το Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή, μια ομάδα ερευνητών της NASA εντόπισε την παρουσία ακρυλονιτριλίου, ένα άλλο χημικό στοιχείο που θα μπορούσε να είναι η βάση για τη ζωή σε αυτό το φεγγάρι.
Η μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς τα ευρήματά τους - με τίτλο "Ανίχνευση ALMA και αστροβιολογικό δυναμικό του κυανιούχου βινυλίου στον Τιτάνα" - δημοσιεύθηκε στο τεύχος 28 Ιουλίου του περιοδικού Επιστήμη προχωρά. Σε αυτήν, η ομάδα εξηγεί πώς τα δεδομένα από τη συστοιχία ALMA έδειξαν ότι μεγάλες ποσότητες ακρυλονιτριλίου (C2Η3CN) υπάρχουν στον Τιτάνα - πιθανότατα μέσα στη στρατόσφαιρα του φεγγαριού.
Όπως ανέφερε ο Maureen Palmer, ερευνητής στο Κέντρο Αστροβιολογίας του Goddard και επικεφαλής συγγραφέας στο έγγραφο, σε ένα δελτίο τύπου της NASA: «Βρήκαμε πειστικές ενδείξεις ότι το ακρυλονιτρίλιο υπάρχει στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα και πιστεύουμε ότι μια σημαντική προμήθεια αυτής της πρώτης ύλης φτάνει στην επιφάνεια. "
Επίσης γνωστό ως κυανιούχο βινύλιο, το ακρυλονιτρίλιο χρησιμοποιείται εδώ στη Γη για την κατασκευή πλαστικών. Στο παρελθόν, εικάζεται ότι αυτή η ένωση θα μπορούσε να υπάρχει στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Ωστόσο, μόλις πρόσφατα οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν την πιθανότητα να είναι η βάση για τα ζωντανά πλάσματα στο πλούσιο οργανικό περιβάλλον του Τιτάνα - με τη σταθερή παροχή άνθρακα, υδρογόνου και αζώτου.
Αυτό βασίζεται σε μια μελέτη που διεξήχθη το 2015, όπου μια ομάδα επιστημόνων του Cornell προσπάθησε να προσδιορίσει εάν οργανικά κύτταρα θα μπορούσαν να σχηματιστούν στο σκληρό περιβάλλον του Τιτάνα. Δεδομένου ότι το φεγγάρι βιώνει μέσες επιφανειακές θερμοκρασίες -179 ° C (-290 ° F) και η ατμόσφαιρα είναι κυρίως άζωτο και υδρογονάνθρακες, οι λιπιδικές μεμβράνες διπλής στιβάδας (που αποτελούν το θεμέλιο της ζωής στη Γη) δεν μπορούσαν να επιβιώσουν εκεί.
Ωστόσο, μετά τη διεξαγωγή μοριακών προσομοιώσεων, η ομάδα διαπίστωσε ότι μικρές οργανικές ενώσεις αζώτου θα μπορούσαν να σχηματίσουν ένα φύλλο υλικού παρόμοιο με μια κυτταρική μεμβράνη. Προσδιόρισαν επίσης ότι αυτά τα φύλλα θα μπορούσαν να σχηματίσουν κοίλες, μικροσκοπικές σφαίρες που ονομάστηκαν «αζωτοσώματα» και ότι ο καλύτερος χημικός υποψήφιος για αυτά τα φύλλα θα ήταν το ακρυλονιτρίλιο.
Ένα τέτοιο υλικό θα μπορούσε να επιβιώσει σε υγρό μεθάνιο και σε εξαιρετικά κρύες θερμοκρασίες, και επομένως θα ήταν η πιο πιθανή βάση για τη βιολογική ζωή στον Τιτάνα. Όπως εξήγησε ο Michael Mumma, διευθυντής του Κέντρου Αστροβιολογίας του Goddard:
«Η ικανότητα σχηματισμού μίας σταθερής μεμβράνης για τον διαχωρισμό του εσωτερικού περιβάλλοντος από το εξωτερικό είναι σημαντική, διότι παρέχει ένα μέσο για τη συγκράτηση χημικών ουσιών αρκετά και να τους επιτρέπει να αλληλεπιδρούν. Εάν οι δομές που μοιάζουν με μεμβράνες θα μπορούσαν να σχηματιστούν από κυανιούχο βινύλιο, θα ήταν ένα σημαντικό βήμα στην πορεία προς τη ζωή στον Τιτάνα του φεγγαριού του Κρόνου. "
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα του Goddard συνδύασε 11 σύνολα δεδομένων υψηλής ανάλυσης από την ALMA, τα οποία ανέκτησαν από ένα αρχείο παρατηρήσεων που χρησιμοποιήθηκαν για τη βαθμονόμηση του πίνακα. Από τα δεδομένα, η Palmer και η ομάδα της διαπίστωσαν ότι το ακρυλονιτρίλιο είναι σχετικά άφθονο στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα, φτάνοντας σε συγκεντρώσεις έως και 2,8 μέρη ανά δισεκατομμύριο. Επίσης αποφάσισαν ότι θα ήταν πιο συνηθισμένο στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα.
Εδώ ο άνθρακας, το υδρογόνο και το άζωτο θα μπορούσαν να συνδεθούν χημικά από την έκθεση στο φως του ήλιου και τα ενεργητικά σωματίδια από το μαγνητικό πεδίο του Κρόνου. Τελικά, το ακρυλονιτρίλιο περνούσε μέσα από την κρύα ατμόσφαιρα και συμπυκνώθηκε για να σχηματίσει σταγονίδια βροχής που θα έπεφταν στην επιφάνεια. Η ομάδα εκτίμησε επίσης πόσο μεγάλο μέρος αυτού του υλικού θα συσσωρευόταν στη Ligeia Mare - τη δεύτερη μεγαλύτερη λίμνη μεθανίου του Τιτάνα - με την πάροδο του χρόνου.
Τέλος, υπολόγισαν ότι μέσα σε κάθε κυβικό εκατοστό (cm³) του όγκου του, η Ligeia Mare μπορούσε να σχηματίσει 10.000.000 αζωτοσώματα. Αυτό είναι περίπου δέκα φορές η ποσότητα βακτηρίων που υπάρχει στα νερά κατά μήκος των παράκτιων περιοχών της Γης. Όπως ανέφερε ο Martin Cordiner, ένας από τους ανώτερους συγγραφείς της εφημερίδας, αυτά τα ευρήματα είναι σίγουρα ενθαρρυντικά όταν πρόκειται για αναζήτηση εξωγήινης ζωής στο Ηλιακό μας Σύστημα.
«Η ανίχνευση αυτής της αόριστης, αστροβιολογικά σχετικής χημικής ουσίας είναι συναρπαστική για τους επιστήμονες που είναι πρόθυμοι να αποφασίσουν εάν η ζωή θα μπορούσε να αναπτυχθεί σε παγωμένους κόσμους όπως ο Τιτάνας», είπε. "Αυτό το εύρημα προσθέτει ένα σημαντικό κομμάτι στην κατανόησή μας για τη χημική πολυπλοκότητα του ηλιακού συστήματος."
Βεβαίως, η μελέτη και η βάση για τα συμπεράσματά της είναι αρκετά κερδοσκοπικά. Ωστόσο, δείχνουν ότι μέσα σε ορισμένες καθορισμένες παραμέτρους, η ζωή θα μπορούσε να υπάρχει στο Ηλιακό μας Σύστημα πολύ πέρα από τα όρια της «κατοικήσιμης ζώνης» του Ήλιου μας. Αυτή η μελέτη θα μπορούσε επίσης να έχει επιπτώσεις στο κυνήγι της ζωής στα εξωηλιακά συστήματα. Εάν οι επιστήμονες μπορούν να πουν οριστικά ότι η ζωή δεν χρειάζεται θερμότερες θερμοκρασίες και υγρό νερό, ανοίγει τεράστιες δυνατότητες.
Τις επόμενες δεκαετίες, αρκετές αποστολές αναμένεται να μεταβούν στον Τιτάνα, από υποβρύχια που θα εξερευνήσουν τις λίμνες του μεθανίου έως κηφήνες και εναέριες πλατφόρμες που θα μελετήσουν την ατμόσφαιρα και την επιφάνειά του. Ήδη, αναμένεται ότι θα αποκτήσουν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με το σχηματισμό του συστήματος Κρόνου. Αλλά να ανακαλύψετε επίσης εντελώς νέες μορφές ζωής; Αυτό θα ήταν πραγματικά καταστρεπτικό της Γης!
