מאוניברסיטת אריזונה
על ידי צוות מאוניברסיטת אריזונה מדווחים על עדויות ניסוי ראשונות המראות כיצד ניתן לשלב חנקן אטמוספרי במקרומולקולות אורגניות. הממצא מציין אילו מולקולות אורגניות עשויות להימצא על טיטאן, ירח שבתאי שלדעת המדענים הוא מודל לכימיה של כדור הארץ לפני החיים.
כדור הארץ וטיטאן הם הגופים היחידים הידועים בגודל פלנטרי שיש להם אטמוספרי חנקן עבים ובעיקר, אמר הירושי אימאנאקה, שערך את המחקר כשחבר במחלקת הכימיה והביוכימיה של UA.
איך מולקולות אורגניות מורכבות מתחמצנות במסגרות כמו כדור הארץ הקדום או האטמוספירה של טיטאן היא תעלומה גדולה, אמר אימאנאקה.
"טיטאן כל כך מעניין מכיוון שהאווירה שלו שנשלטת על ידי חנקן וכימיה אורגנית עשויים לתת לנו מושג למקור החיים בכדור הארץ שלנו", אמר אימאנאקה, כיום עוזר למדען במחקר במעבדת הירח והפלנטרית של UA. "חנקן הוא מרכיב חיוני בחיים."
עם זאת, לא סתם חנקן יעשה. יש להמיר את גז החנקן לצורה פעילה יותר של חנקן שיכולה להניע את התגובות המהוות בסיס למערכות ביולוגיות.
אימאנקה ומארק סמית 'המירו תערובת גז חנקן-מתאן הדומה לאטמוספירה של טיטאן לאוסף של מולקולות אורגניות המכילות חנקן על ידי הקרנת הגז בעזרת קרני UV בעלות אנרגיה גבוהה. מערך המעבדה נועד לחקות את האופן בו קרינת השמש משפיעה על האטמוספרה של טיטאן.
מרבית החנקן עבר ישירות לתרכובות מוצקות ולא לגזים, אמר סמית ', פרופסור UA וראש כימיה וביוכימיה. מודלים קודמים ניבאו שהחנקן יעבור מתרכובות גזים לתרכובות מוצקות בתהליך ארוך יותר צעד.
טיטאן נראה בצבע כתום מכיוון שערפיח של מולקולות אורגניות עוטף את כדור הארץ. חלקיקי הערפיח יתיישבו בסופו של דבר לפני השטח ויכולים להיחשף לתנאים העלולים ליצור חיים, אמר אימאנאקה, שהוא גם חוקר ראשי במכון SETI במאונטיין ויו בקאליף.
עם זאת, מדענים אינם יודעים אם חלקיקי הערפיח של טיטאן מכילים חנקן. אם חלק מהחלקיקים הם אותן מולקולות אורגניות המכילות חנקן שצוות UA יצר במעבדה, סביר יותר כי תנאים המסייעים לחיים, אמר סמית '.
תצפיות מעבדה כמו אלה מצביעות על מה אמורות לחפש משימות החלל הבאות ואילו כלים יש לפתח כדי לעזור בחיפוש, אמר סמית '.
העיתון של אימאנאקה וסמית ', "היווצרות אירוסולים אורגניים חנקניים באטמוספירה העליונה של טיטאן", אמור להתפרסם במהדורה המקוונת המוקדמת של הליכי האקדמיה הלאומית למדעים בשבוע של 28 ביוני. נאס"א סיפקה מימון למחקר.
החוקרים באיחוד האמירויות רצו לדמות תנאים באטמוספירה העליונה הדקה של טיטאן מכיוון שהתוצאות של משימת קאסיני הצביעו על קרינת "UV קיצונית" שפגעה באטמוספרה יצרה מולקולות אורגניות מורכבות.
לכן אימאנקה וסמית השתמשו במקור האור המתקדם בסינכרוטון של המעבדה הלאומית של לורנס ברקלי בברקלי שבקליפורניה בכדי לירות אור UV באנרגיה גבוהה לגליל נירוסטה המכיל גז חנקן-מתאן המוחזק בלחץ נמוך מאוד.
החוקרים השתמשו בספקטרומטר המוני כדי לנתח את הכימיקלים שנבעו מהקרינה.
פשוט אם נשמע, הגדרת ציוד הניסוי מסובכת. אור ה- UV עצמו חייב לעבור בסדרה של תאי ואקום בדרכו לתא הגזים.
חוקרים רבים רוצים להשתמש במקור האור המתקדם, כך שהתחרות על זמן על הכלי היא קשה. לאימנאקה וסמית 'הוקצו משבצת זמן אחת או שתיים בשנה, שכל אחת מהן הייתה במשך שמונה שעות ביום למשך חמישה עד 10 ימים בלבד.
על כל משבצת זמן, אימאנאקה וסמית 'היו צריכים לארוז את כל ציוד הניסוי למכונית טנדר, לנסוע לברקלי, להקים את הציוד העדין ולהשיק לסדרת ניסויים אינטנסיבית. לפעמים הם עבדו יותר מ -48 שעות רצופות כדי להפיק את המרב מזמנם על מקור האור המתקדם. השלמת כל הניסויים הנדרשים ארכה שנים.
אימנאקה אמר כי "זה היה מורט עצבים:" אם אנחנו מפספסים רק בורג אחד, זה מפריע לנו זמן הקורה. "
בתחילת הדרך הוא רק ניתח את הגזים מהגליל. אך הוא לא גילה תרכובות אורגניות המכילות חנקן.
אימאנקה וסמית 'חשבו שמשהו לא בסדר במערך הניסוי, אז הם צייצו את המערכת. אך עדיין אין חנקן.
"זו הייתה תעלומה לא קטנה", אמר אימאנאקה, המחבר הראשון של העיתון. "לאן הלך החנקן?"
לבסוף, שני החוקרים אספו את פיסות הגאנק החום שהתאספו על קיר הצילינדר וניתחו אותה במה שאימנאקה כינה "טכניקת הספקטרומטר ההמונית המתוחכמת ביותר."
אימנאקה אמר, "סוף סוף מצאתי את החנקן!"
אימאנקה וסמית חושדים כי תרכובות כאלה נוצרות באטמוספירה העליונה של טיטאן ונופלות בסופו של דבר על פניו של טיטאן. ברגע שהם על פני השטח הם תורמים לסביבה שתורמת להתפתחות החיים.
