הירח הגדול ביותר של שבתאי טיטאן עשוי להיות חתיכת הנדל"ן המרתקת ביותר במערכת השמש ברגע זה. לא מפתיע, בהתחשב בעובדה שהאווירה הצפופה של הירח, הסביבה האורגנית העשירה והכימיה הפרביוטית נחשבים לדומה לאווירה הקדומה של כדור הארץ. ככזו, מדענים מאמינים כי הירח יכול לשמש מעין מעבדה לבחינת התהליכים בהם יסודות כימיים הופכים לאבני הבניין לכל החיים.
מחקרים אלה כבר הובילו לשפע של מידע, שכלל את התגלית האחרונה של "אניוני שרשרת פחמן" - שנחשבים כאבני בניין למולקולות מורכבות יותר. ועכשיו, הודות לנתונים ממערך ה- Atacama Large Millimeter / submillimeter (ALMA) בצ'ילה, צוות חוקרים של נאס"א גילו נוכחות של אקרילוניטריל, יסודות כימיים נוספים שיכולים להיות הבסיס לחיים על אותו ירח.
המחקר שמפרט את ממצאיהם - שכותרתו "גילוי ALMA והפוטנציאל האסטרוביולוגי של ויניל ציאניד על טיטאן" - פורסם בגיליון 28 ביולי של כתב העת. התקדמות מדעית. במסגרתו, הצוות מסביר כיצד נתונים ממערך ALMA הצביעו על כמויות גדולות של אקרילוניטריל (C2ח3CN) קיימים על טיטאן - ככל הנראה בסטרטוספרה של הירח.
כפי שציין מורין פאלמר, חוקרת במרכז גודארד לאסטרוביולוגיה והסופרת הראשית בעיתון, בהודעה לעיתונות של נאס"א: "מצאנו עדויות משכנעות שאקרילוניטריל קיים באווירה של טיטאן, ואנחנו חושבים כי היצע משמעותי של חומר הגלם הזה מגיע לפני השטח. "
המכונה גם ויניל ציאניד, אקרילוניטריל משמש כאן על פני כדור הארץ בייצור פלסטיק. בעבר משערים כי מתחם זה יכול להיות באווירה של טיטאן. עם זאת, רק לאחרונה התוודעו המדענים לאפשרות שזה יהיה הבסיס ליצורים חיים בסביבתו האורגנית העשירה של טיטאן - עם היצע קבוע של פחמן, מימן וחנקן.
זה מבוסס על מחקר שנערך בשנת 2015, שם צוות מדעני קורנל ביקש לקבוע אם תאים אורגניים יכולים להיווצר בסביבתו הקשה של טיטאן. בהתחשב בכך שהירח חווה טמפרטורות שטח ממוצעות של -179 ° C (-290 מעלות צלזיוס) והאטמוספרה היא בעיקר חנקן ופחמימנים, ממברנות דו-שכבתי שומנים (המהווים את בסיס החיים בכדור הארץ) לא יכלו לשרוד שם.
עם זאת, לאחר עריכת הדמיות מולקולריות, הצוות קבע כי תרכובות חנקן אורגניות קטנות יוכלו ליצור יריעת חומר הדומה לקרום התא. הם גם קבעו כי יריעות אלה יכולות ליצור כדורים מיקרוסקופיים חלולים, שהם כינו אותם "אזוטוזומים", וכי המועמד הכימי הטוב ביותר לגיליונות אלה יהיה אקרילוניטריל.
חומר כזה יכול היה לשרוד במתאן נוזלי ובטמפרטורות קרות במיוחד, ולכן הוא הבסיס הסביר ביותר לחיים אורגניים על טיטאן. כפי שהסביר מייקל מוממה, מנהל מרכז גודארד לאסטרוביולוגיה:
"היכולת ליצור קרום יציב להפרדת הסביבה הפנימית מהסביבה החיצונית חשובה מכיוון שהיא מספקת אמצעי להכיל כימיקלים מספיק זמן כדי לאפשר להם אינטראקציה. אם מבנים דמויי קרום יכולים להיווצר על ידי ויניל ציאניד, זה יהיה צעד חשוב בדרך לחיים בטיטן הירח של שבתאי. "
לצורך המחקר, צוות גודארד שילב 11 מערכי נתונים ברזולוציה גבוהה של ALMA, אותם הם קיבלו מארכיב תצפיות ששימשו לכיול המערך. מהנתונים, פאלמר וצוותה קבעו כי אקרילוניטריל שופע יחסית באווירה של טיטאן, והגיעו לריכוזים של עד 2.8 חלקים למיליארד. הם גם קבעו שזה יהיה הנפוץ ביותר באווירה העליונה של טיטאן.
כאן פחמן, מימן וחנקן יכולים להיקשר כימית מחשיפה לאור שמש ולחלקיקים אנרגטיים מהשדה המגנטי של שבתאי. בסופו של דבר האקרילוניטריל היה עושה את דרכו דרך האווירה הקרה ומתעבה ויוצר טיפות גשם שייפלו על פני השטח. הצוות העריך גם כמה מחומר זה יצטבר בליג'ה מארה - אגם המתאן השני בגודלו של טיטאן - לאורך זמן.
לבסוף, הם חישבו שתוך כל סנטימטר מעוקב (סנטימטר) מנפחו, ליגה מארה יכולה ליצור עד 10,000,000 אזוטוזומים. זה בערך פי עשרה מכמות החיידקים הקיימת במים לאורך אזורי החוף של כדור הארץ. כפי שציין מרטין קורדינר, אחד הכותבים הבכירים בעיתון, ממצאים אלה בהחלט מעודדים כשמדובר בחיפוש אחר חיים חוץ-ארציים במערכת השמש שלנו.
"איתור חומר כימי חמקמק ואסטרוביולוגי זה מלהיב עבור מדענים המשתדלים לקבוע אם חיים יכולים להתפתח בעולמות קפואים כמו טיטאן," אמר. "ממצא זה מוסיף חלק חשוב להבנתנו את המורכבות הכימית של מערכת השמש."
אמנם, המחקר והבסיס למסקנותיו הם ספקולטיביים למדי. אולם הם מראים שבתוך פרמטרים קבועים מסוימים החיים יכולים להתקיים בתוך מערכת השמש שלנו הרבה מעבר לגבולות "אזור המגורים" של השמש שלנו. למחקר זה יכולות להיות השלכות על ציד החיים במערכות חוץ-קוטביות. אם מדענים יכולים לומר באופן סופי כי החיים אינם זקוקים לטמפרטורות חמות יותר ומים נוזליים כדי להתקיים, הם פותחים אפשרויות אדירות.
בעשורים הקרובים צפויים להגיע כמה משימות ל טיטאן, החל מצוללות שתחקור את אגמי המתאן שלה למל"טים ופלטפורמות אוויריות אשר יחקרו את אווירתה ואת פני השטח שלה. כבר עכשיו, צפוי שהם יקבלו מידע חשוב על היווצרות מערכת שבתאי. אבל לגלות גם צורות חיים חדשות לחלוטין? זה באמת יהיה מרסק כדור הארץ!
