Τρίτη, 25 Απριλίου 2017

Η υπεριώδης ακτινοβολία πάνω σε ένα μίγμα σαν την ατμόσφαιρα του Τιτάνα δημιουργεί πρόδρομες ενώσεις της ζωής

Saturn_rings_Epimetheus_TitanΕρευνητές στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα αναπαρήγαγαν την ατμόσφαιρα του Τιτάνα και την ακτινοβόλησαν με υπεριώδες φως. Αυτό τους επέτρεψε να δημιουργήσουν βιολογικά μακρομόρια που νομίζουν ότι είναι ένα μοντέλο της χημείας της Γης που υπήρχε προτού εμφανιστεί η ζωή.

Φωτογραφία που τραβήχτηκε το 2007 από το Cassini και δείχνει δύο δακτυλίους (A και F) του Κρόνου, τον ομιχλώδη Τιτάνα μαζί με τον μικρό δορυφόρο Επιμηθέα
 
Η Γη και ο Τιτάνας είναι τα μόνα γνωστά αντικείμενα σε μέγεθος πλανήτη που έχουν μια παχιά ατμόσφαιρα κυρίως από άζωτο. "Ο Τιτάνας παρουσιάζει πολύ ενδιαφέρον επειδή η ατμόσφαιρα του που κυριαρχείται από άζωτο καθώς και η οργανική χημεία που επικρατεί εκεί μέσα, μπορεί να μας δώσει μια ένδειξη για την προέλευση της ζωής πάνω στη Γη μας”, λέει ο Hiroshi Imanaka, ο οποίος διεξήγαγε την έρευνα. «Το άζωτο είναι ένα απαραίτητο στοιχείο της ζωής."
 
Ωστόσο, δεν είναι απαραίτητο μόνο το άζωτο. Το αέριο άζωτο πρέπει να μετατραπεί σε μια πιο χημικά ενεργός μορφή του αζώτου, που μπορεί να οδηγήσει τις αντιδράσεις που αποτελούν τη βάση των βιολογικών συστημάτων. Κι αυτό είναι που οι ερευνητές έψαχναν για να δημιουργήσουν.
 
Ο Imanaka και ο συν-ερευνητής Mark Smith μετέτρεψαν ένα αέριο μίγμα αζώτου-μεθανίου παρόμοιο με την ατμόσφαιρα του Τιτάνα σε μια συλλογή αζωτούχων οργανικών μορίων με την ακτινοβόληση του αερίου με υψηλής ενέργειας υπεριώδεις ακτίνες. Το εργαστήριο τους έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μιμείται τον τρόπο που η ηλιακή ακτινοβολία επηρεάζει την ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Παραδόξως, το περισσότερο άζωτο μετατρέπεται απευθείας σε στερεές ενώσεις, αντί να γίνουν αέρια. Προηγούμενα όμως μοντέλα πρόβλεπαν ότι το άζωτο θα πέρναγε πρώτα από τις αέριες ενώσεις για να μετατραπεί σε στερεές σε μια σταδιακή μακρύτερη διαδικασία.
 
Οι ερευνητές ήθελαν να προσομοιώσουν τις συνθήκες την λεπτή πάνω ατμόσφαιρα του Τιτάνα επειδή το διαστημικό όχημα Cassini έδειξε ότι ακραία υπεριώδης ακτινοβολία κτυπάει την ατμόσφαιρα συνθέτοντας σύνθετες οργανικές ενώσεις.
 
Στην αρχή του πειράματος, οι ερευνητές ανέλυσαν μόνο τα προκύπτοντα αέρια και δεν εντόπισαν καθόλου οργανικές ενώσεις που να περιέχουν άζωτο. Οι Imanaka και Smith σκέφτηκαν ότι κάτι υπήρχε  λάθος στην πειραματική οργάνωση, έτσι χρειάστηκε να τροποποιήσουν το σύστημα. Αλλά εξακολουθούσαν να μην ανιχνεύουν άζωτο. «Ήταν ένα μυστήριο», είπε ο Imanaka. "Που πήγαινε το άζωτο;"
 
Τελικά, οι δύο ερευνητές συνέλεξαν κομμάτια από μια καφέ κολλώδη ύλη που συγκεντρώνονταν πάνω στα τοιχώματα του δοχείου, και την οποία ανέλυσαν. "Τελικά βρήκαμε εκεί το άζωτο!" καυχιέται ο Imanaka.
 
Οι Imanaka και Smith υποπτεύονται ότι οι εν λόγω ενώσεις δημιουργούνται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας του Τιτάνα και τελικά πέφτουν  στην επιφάνεια του. Και, μετά στην επιφάνεια, θα μπορούσαν να συμβάλουν σε ένα περιβάλλον που να είναι ευνοϊκό για την εξέλιξη της ζωής.
 
Ο Τιτάν φαίνεται με ένα πορτοκαλί χρώμα επειδή ένα νέφος οργανικών μορίων περιβάλλει το φεγγάρι του Κρόνου. Τα σωματίδια στο νέφος τελικά θα πέσουν στην επιφάνεια και μπορεί να εκτίθενται σε συνθήκες που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν μια μορφή ζωής, σύμφωνα με τον Imanaka. "Εάν κάποια από τα σωματίδια είναι τα ίδια οργανικά μόρια που περιέχουν άζωτο, τότε το πιο πιθανό είναι εμείς  να δημιουργηθήκαμε σε ένα εργαστήριο ευνοϊκών προϋποθέσεων για την ζωή", δήλωσε ο Smith.
 
Οι Imanaka and Smith δημοσίευσαν την εργασία τους με τίτλο "Formation of nitrogenated organic aerosols in the Titan upper atmosphere," στα Πρακτικά της Ακαδημίας Επιστημών.