Titan, měsíc Saturnu, vědce překvapil. Astronomové objevili ve své atmosféře cyklopropenyliden (C3H2), extrémně vzácnou molekulu na bázi uhlíku, která je tak reaktivní, že na Zemi může existovat pouze v laboratorním prostředí.
Ve skutečnosti je to tak vzácné, že nikdy předtím nebylo nalezeno v atmosféře, sluneční soustavě ani nikde jinde. Jediným dalším místem, kde může molekula zůstat stabilní, je chladná prázdnota mezihvězdného prostoru. Ale na jejím základě je možný vznik složitějších organických molekul, které mohou jednoho dne vést k životu.
“Myslíme na Titan jako na skutečnou laboratoř, kde vidíme chemii podobnou té, která byla na starověké Zemi, když se zde narodil život,” řekla astrobiologka Melissa Trainer z Goddard Space Flight Center NASA.
„Budeme hledat molekuly větší než C3H2, ale potřebujeme vědět, co se děje v atmosféře, abychom pochopili chemické reakce, které vedou ke komplexním organickým molekulám.“
Cyklopropenyliden, který dokonce vědci NASA popisují jako „velmi podivnou malou molekulu“, nemůže v atmosférických podmínkách vydržet dlouho, protože s molekulami reaguje velmi rychle za vzniku dalších sloučenin.
Jakmile reakce proběhne, cyklopropenyliden již neexistuje. V mezihvězdném prostoru je jakýkoli plyn nebo prach velmi chladný a rozptýlený, což znamená slabé interakce, a může existovat cyklopropenyliden.
Titan se velmi liší od mezihvězdného prostoru. S uhlovodíkovými jezery, uhlovodíkovými mračny a atmosférou převážně dusíku s malým množstvím metanu. Atmosféra je čtyřikrát silnější než atmosféra Země (kde také dominuje dusík). Vědci si myslí, že pod povrchem je obrovský oceán slané vody.
V roce 2016 tým vědců vedený planetárním vědcem Conorem Nixonem z Goddardova vesmírného letového střediska NASA použil v Chile Chile velké milimetrové / submilimetrové pole Atacama (ALMA) k prozkoumání atmosféry titanu při hledání organických molekul.
Podpis podivné molekuly byl nalezen v řídké horní atmosféře, vysoko nad povrchem. Ve srovnání s databází chemických profilů tým identifikoval molekulu jako cyklopropenyliden. Je pravděpodobné, že řídkost atmosféry v této výšce přispívá k přežití molekuly, ale proč se objevila na Titanu a ne na žádné jiné planetě, zůstává záhadou.
“Když jsem si uvědomil, že se dívám na cyklopropenyliden, moje první myšlenka byla:” No, to je opravdu nečekané, “řekl Nixon. „Titan je v naší sluneční soustavě jedinečný. Ukázalo se, že je to poklad nových molekul. “
Cyklopropenyliden je zvláště zajímavý, protože je známý jako kruhová molekula; jeho tři atomy uhlíku jsou spojeny v kruhu (v trojúhelníku, ale princip je stejný). Ačkoli není známo, že samotný cyklopropenyliden hraje biologickou roli, jsou dusíkaté báze DNA a RNA založeny na takových molekulárních kruzích.
„Jejich cyklická povaha otevírá další odvětví chemie, které umožňuje vytváření biologicky důležitých molekul,“ řekl astrobiolog Alexander Thelen z Goddardova vesmírného letového střediska NASA.
Čím menší je molekula, tím větší potenciál má – očekává se, že reakce zahrnující menší molekuly s menším počtem vazeb se vyskytnou rychleji než reakce zahrnující větší a složitější molekuly. To znamená, že reakce zahrnující malé molekuly povedou k rozmanitějším výsledkům.
Titan je již úl organické chemické aktivity. Dusík a metan se na slunci rozpadají a způsobují kaskádu chemických reakcí. Zda tyto reakce mohou vést k životu, je otázka, na kterou vědci dychtí odpovědět.
„Pokoušíme se zjistit, zda je Titan obyvatelný,“ řekla geologka Rosalie Lopezová z laboratoře Jet Propulsion Laboratory NASA. „Chceme tedy vědět, jaké sloučeniny z atmosféry se dostávají na povrch, a pak, jestli se tento materiál může dostat skrz ledovou kůru do oceánu dole, protože si myslíme, že oceán je tam, kde jsou obyvatelné podmínky.“
Zjištění, které sloučeniny jsou přítomny v atmosféře, je velmi důležitým krokem v tomto výzkumném procesu. Cyklopropenyliden, extrémně vzácná molekula, může být klíčovým prvkem chemického života Titanu.
Výzkum je publikován v The Astronomical Journal.
Zdroje: Foto: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / University of Idaho
