Τα μυστικά του Τιτάνα

Πως οι χημικές αντιδράσεις σε έναν άψυχο πλανήτη που βρίσκεται στα βάθη του σκοτεινού διαστήματος μπορεί να δημιουργήσουν ξαφνικά ζωντανούς οργανισμούς; Αυτό είναι ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα που απασχολούν τους επιστήμονες τον τελευταίο καιρό. Δεν γνωρίζουμε καν αν τα μοριακά στοιχεία της ζωής στη γη δημιουργήθηκαν εδώ ή αν ήρθαν εδώ από κομήτες και μετεωρίτες.

Χρησιμοποιώντας δεδομένα από την αποστολή Cassini της NASA / ESA, οι επιστήμονες ανακάλυψαν τώρα μόρια και στον Τιτάνα, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, τα οποία πιστεύεται ότι οδηγούν στην παραγωγή σύνθετων οργανικών ενώσεων. Πρόκειται για μόρια που δεν υπήρχαν ποτέ πριν στο ηλιακό μας σύστημα. Αυτή η ανακάλυψη είναι πολύ σημαντική, γιατί όχι μόνο καθιστά τον Τιτάνα υποψήφιο για τη φιλοξενία κάποιου είδους πρωτόγονης ζωής, αλλά παρουσιάζεται σαν το ιδανικό μέρος για να μελετήσει κανείς πώς μπορεί να προέκυψε η ζωή από τις χημικές αντιδράσεις στον δικό μας πλανήτη.

Τα μοριακά δομικά στοιχεία της ζωής είναι οργανικές ενώσεις που περιλαμβάνουν αμινοξέα και μπορούν να συγκεντρωθούν σε πρωτεΐνες, RNA και DNA των ζωντανών κυττάρων. Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες έχουν βρει αυτές τις ενώσεις σε μετεωρίτες, κομήτες και διαστρική σκόνη. Αλλά το πρόβλημα είναι ότι αυτά τα υλικά σχηματίστηκαν πριν από εκατομμύρια χρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχουμε τρόπο να μάθουμε πώς δημιουργήθηκαν. Ωστόσο μέσα από τις καινούριες ανακαλύψεις, φαίνεται ότι αυτές οι ενώσεις δημιουργούνται σήμερα στον Τιτάνα. Το φως του ήλιου και τα ενεργειακά σωματίδια από την μαγνητόσφαιρα του Κρόνου προκαλούν αντιδράσεις στην ανώτερη ατμόσφαιρα του φεγγαριού, η οποία αποτελείται από άζωτο, μεθάνιο και υδρογόνο. Αυτά, οδηγούν σε μεγαλύτερες οργανικές ενώσεις που μετακινούνται προς τα κάτω σχηματίζοντας τη χαρακτηριστική «ομίχλη» της σελήνης και τους εκτεταμένους αμμόλοφους, που τελικά φθάνουν στην επιφάνεια.

Για αυτές τις αναπάντεχες ανακαλύψεις, που δημοσιεύθηκαν στο Astrophysical Journal Letters, το διαστημικό σκάφος Cassini εισέβαλε μέσα στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Χρησιμοποιώντας δεδομένα που διαβιβάζονταν πίσω στη γη, οι ερευνητές εντόπισαν την παρουσία αρνητικά φορτισμένων μορίων που ονομάζονται «ανιόντα αλυσίδας άνθρακα». Αυτά φαίνεται να δημιουργούν τις μεγαλύτερες οργανικές ενώσεις που παρατηρούνται στο φεγγάρι, όπως οι πολυαρωματικοί υδρογονάνθρακες και οι κυανοπολίνες, οι οποίες θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως βασικά συστατικά για πρώιμες μορφές ζωής.

Εργαστηριακά πειράματα έδειξαν ότι μπορεί να υπάρχουν και αμινοξέα εκεί, αλλά τα όργανα της Cassini δεν είναι εξοπλισμένα για να τα ανιχνεύσουν. Σημειώνεται ότι τέτοιου είδους αρνητικά φορτισμένα μόρια βρίσκονται σπάνια στον περιβάλλοντα χώρο του διαστήματος, καθώς θέλουν να αντιδράσουν και να συνδυαστούν με άλλα μόρια, που σημαίνει ότι μπορούν να χαθούν γρήγορα.
Θα μπορούσε λοιπόν να υπάρξει σήμερα ζωή στον Τιτάνα; Δεν είναι αδύνατο. Μάζες νερού που εκρήγνυται από ένα άλλο από τα φεγγάρια του Κρόνου, τον Εγκέλαδο, παρέχουν μια βασική πηγή οξυγόνου, που αφήνεται πάνω στην ανώτερη ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Ο Τιτάνας θεωρείται το καταλληλότερο μέρος για να φιλοξενήσει ζωή μετά τη γη, αν και κάτι τέτοιο ίσως ήταν δύσκολο λόγω των εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών του. Η παρουσία υγρού μεθανίου και αιθανίου θα σήμαινε επίσης ότι οι πιθανοί οργανισμοί θα λειτουργούσαν πολύ διαφορετικά από εκείνους της γης.

Είναι αξιοσημείωτο ότι παρόμοιες διαδικασίες παρατηρούνται σε τεράστια μοριακά σύννεφα πέρα ​​απ’ το ηλιακό μας σύστημα, όπου γεννιούνται τα αστέρια. Αφού τα πρώτα αστέρια του σύμπαντος πεθάνουν, συνδέονται με άλλα στοιχεία και πραγματοποιούν νέες οργανικές ενώσεις. Σε αυτά τα περιβάλλοντα, τα αρνητικά φορτισμένα μόρια έχει αποδειχθεί ότι λειτουργούν ως καταλύτες για το σχηματισμό μεγαλύτερων οργανικών ενώσεων, τα οποία στη συνέχεια θα μπορούσαν να μεταφερθούν σε άλλα ηλιακά συστήματα.

Η διαστρική χημεία οδήγησε στη θεωρία ότι τα δομικά στοιχεία της ζωής θα μπορούσαν να έχουν φτάσει στη γη από κομήτες που κάποτε σχηματίστηκαν σε αυτά τα μοριακά σύννεφα. Η ατμόσφαιρα αζώτου και μεθανίου του Τιτάνα είναι παρόμοια με αυτή που είχε η γη 2,5 - 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Κάνοντας μακροπρόθεσμες και λεπτομερείς μελέτες του Τιτάνα, θα μπορούσαμε να εντοπίσουμε το “ταξίδι” από μικρά σε μεγάλα χημικά είδη για να καταλάβουμε πόσο πολύπλοκα οργανικά μόρια παράγονται. Επιπλέον ίσως μπορέσουμε να καταλάβουμε την ξαφνική αλλαγή των σύνθετων οργανικών μορίων σε ζωντανούς οργανισμούς. Οι επακόλουθες μελέτες της ατμόσφαιρας του Τιτάνα είναι ήδη σε εξέλιξη και αναμένεται να χρησιμοποιήσουν σε αυτές ισχυρά τηλεσκοπικά εδάφους όπως το ALMA.

Το ερώτημα που προκύπτει τώρα είναι αν θα μπορούσε αυτό να συμβεί και σε άλλες ατμόσφαιρες πλούσιες σε άζωτο και μεθάνιο, όπως στον Πλούτωνα ή στο φεγγάρι Τρίτον του Ποσειδώνα. Μελλοντικές αποστολές, όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA και η αποστολή Plato της ESA, πρόκειται να διερευνήσουν περαιτέρω αυτές τις διεργασίες στο εσωτερικό του ηλιακού μας συστήματος και σε πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τα αστέρια. Το Ηνωμένο Βασίλειο για παράδειγμα έχει ήδη προγραμματίσει την αποστολή Twinkle, που θα ερευνήσει εκεί την ύπαρξη οργανικών μορίων.

Παρόλο που δεν έχουμε εντοπίσει τα πρώτα σημάδια ζωής, η παρουσία σύνθετων οργανικών μορίων στο Τιτάνα, δείχνει ότι πλησιάζουμε στη απάντηση κάποιων καίριων ερωτημάτων. Και όλα αυτά χάρη στο 20ετές ερευνητικό ταξίδι του Cassini, που ολοκληρώνει την αποστολή του το Σεπτέμβριο του 2017.

Πηγή: tvxs.gr