אשראי תמונה: UA
בזמן שחללית קאסיני טסה לעבר שבתאי, כימאים בכדור הארץ מייצרים זיהום פלסטי כמו הגשם ששרר באווירה של ירח שבתאי, טיטאן.
מדענים חושדים כי מוצקים אורגניים נופלים משמי טיטאן במשך מיליארדי שנים ועשויים להיות תרכובות שמהווים את הדרך לשלב הכימי הבא לעבר החיים. הם משתפים פעולה בניסויי מעבדה באוניברסיטת אריזונה שיסייעו למדענים של קאסיני לפרש את נתוני טיטאן ולתכנן משימה עתידית שתפרוס מעבדה כימית אורגנית על פני השטח של טיטאן.
כימאים במעבדה של מרק א. סמית 'באוניברסיטת אריזונה יוצרים תרכובות כמו אלה המתעבים משמי טיטאן על ידי הפצצת אנלוגיה של אטמוספירת טיטאן באלקטרונים. זה מייצר "tholins"? פולימרים אורגניים (פלסטיקה) שנמצאים באטמוספירת החנקן-מתאן העליונה של טיטאן. התולים של טיטאן נוצרים על ידי אור שמש ואולטרה סגול ואלקטרונים הזורמים מהשדה המגנטי של שבתאי.
על התולינים להתמוסס כדי לייצר חומצות אמינו המהוות אבני הבניין הבסיסיות של החיים. אבל כימאים יודעים שתולינים לא יתמוססו באגמי האתאן / מתאן או האוקיאנוסים של טיטאן.
עם זאת, הם מתמוססים בקלות במים או באמוניה. וניסויים שנערכו לפני 20 שנה מראים כי המסת תאולינים במים נוזליים מייצרת חומצות אמינו. אז בהינתן מים נוזליים, יתכנו חומצות אמינו המתבשלות בגרסתו של טיטאן למרק הקדמון.
חמצן הוא האחר החיוני לחיים בכדור הארץ. אבל כמעט אין חמצן באטמוספירה של טיטאן.
עם זאת בשנה שעברה, קייטלין גריפית ', ממעבדת הירח והפלנטרית של איחוד האמירויות, גילה קרח מים על פני השטח של טיטאן. (ראו טיטאן חושף משטח שנשלט על ידי Icy Bedrock.) מדען הפלנטה של UA ג'ונתן לונין ואחרים משערים שכאשר הרי געש מתפרצים על טיטאן, חלק מהקרח הזה עלול להתמוסס ולזרום על פני הנוף. זרימות דומות עלולות להיווצר כאשר שביטים ואסטרואידים חורצים לטיטאן.
עדיף שייתכן שמימיו של טיטאן לא יקפאו מייד מכיוון שהם ככל הנראה משוכים בכמות אמוניה (נוזל לרדיאטור) בכדי להישאר נוזלים במשך כאלף שנה, ציינו סמית 'ולונין במאמר המחקר שפורסם בגיליון האחרון של "אסטרוביולוגיה" בנובמבר האחרון.
כך שלמרות שטיטאן קר מאוד - כ- 94 מעלות קלווין (מינוס 180 מעלות צלזיוס או פחות מ -300 מעלות פרנהייט) - מים עלולים לזרום לזמן קצר על פני השטח, ויספקו חמצן וכימיה לכימיה, הם מסיקים.
כדי להבין כיצד כל זה עשוי לעבוד יחד, הקבוצה של סמית 'מייצרת תאולינים במעבדה, מנתחת את תכונותיהם הספקטרוסקופיות ומנסה להבין את הכימיה שלהם.
"אנו מנסים ללמוד כיצד התרכובות יגיבו עם מים מותכים על פני השטח של טיטאן, אילו תרכובות הם יוצרים, ולכן, מה עלינו לחפש באמת," הסביר סמית '. "אנחנו לא מחפשים רק פלסטיק אטמוספרי שיושב על פני השטח, אלא תוצאה של זמן ואנרגיה קלט לאורך מיליארדי שנים.
"אנחנו רוצים לדעת אילו סוגים של מולקולות התפתחו והאם הם התפתחו בשבילים שעשויים לספק תובנות כיצד התפתחו מולקולות ביולוגיות בכדור הארץ הקדמוני ,? הוא אמר.
מארק א. סמית ', פרופסור וראש המחלקה לכימיה של UA
? חלק ממה שלמדנו עד כה בניסויים שלנו הוא שהחומרים הללו הם תערובות גסות של מולקולות מורכבות להפליא ,? סמית הוסיף. קרל סייגן בילה את עשר השנים האחרונות לחייו בחקר תרכובות אלה בניסויים כמו שלנו. מה שמצאנו משלים את עבודתו. אנו רואים אותן חתימות ספקטרוסקופיות. "
אולם הקבוצה של סמית 'מצאה כי יש מרכיב במולקולות אלה שהוא מאוד תגובתי ויכול בקלות, במסגרת זמן סבירה, להגיב על פני השטח של טיטאן ולהניב תרכובות חמוצות.
"וזה מה שאנחנו פשוט מתחילים להתיר עכשיו ,? אמר סמית.
"העבודה שלנו תיהיה מעניינת הרבה יותר בסתיו הקרוב, בניסויים שלנו במקור האור המתקדם של מעבדת לורנס ברקלי", הוסיף. "אנו נשתמש בסינכרוטרון כדי ליצור תולינים פוטוכימיים, ונשתמש בפוטונים אנרגטיים מאוד כדי לפרק את הגז הטיטאן הזה באמצעות קרינה אולטרה סגולה ואקום.?
קרינה אולטרה סגולה ואקום פוגעת במולקולות חנקן ומתאן באטמוספירה העליונה של טיטאן ומפוצצת אותן זו מזו. מדענים אינם יודעים אם זה מייצר אותם סוגים של פולימרים הנוצרים מפריקה חשמלית.
"כשאתה יכול לפצח מולקולות חנקן ומתאן עם אור, אתה עלול לקבל פולימרים דומים לאלו הנוצרים כאשר פריקה חשמלית סדקת אותם זה מזה," אמר סמית '. או שאתה יכול לקבל פולימרים שונים. הכימיה מורכבת למדי ואנחנו פשוט לא יודעים את התשובות לכל כך הרבה מהשאלות הפשוטות ביותר. אבל זו אחת הסיבות שנבצע את הניסויים בברקלי.?
העבודה שמתבצעת במעבדה של סמית חשובה למדענים במשימת קסיני של נאס"א ולמשימות מעקב אפשריות לסטורן. מסלול הקאסיני הושק בשנת 1997 והוא אמור להשיק בדיקה לאווירה של טיטאן בדצמבר. בדיקה זו של הייגנס תצוף אל פני השטח של טיטאן בינואר הבא.
שכבת אובך אירוסול כתום עבה של טיטאן היא בעצם חבורה של פלסטיק אורגני? פולימרים של פחמן, מימן וחנקן ", אמר סמית ', ראש מחלקת הכימיה של UA. "החלקיקים מסתדרים בסופו של דבר על פני השטח של טיטאן, שם הם מייצרים את החומר האורגני לכל כימיה אורגנית שמתרחשת."
בדיקת הויגנס של קאסיני תהיה המכשיר הראשון שדגום בפועל תרסיס זה. זה ייתן למדענים מידע כימי מבודד על חומר זה. אך הבדיקה לא תספר להם הרבה על כימיה אורגנית על פני השטח של טיטאן.
משימת המשך לטיטן הכוללת מעבדת כימיה אורגנית רובוטית תעניק למדענים מבט מפורט יותר על פני השטח. את הניסוי עיצבו לונין וסמית 'בשיתוף פעולה עם חוקרים ממעבדת ההנעה סילונית של קלטק ומעבדת הנפט של נאס"א.
לונין מובילה את קבוצת המיקוד של מכון האסטרוביולוגיה של נאס"א ב"טיטאן "והיא אחת משלושה מדעני המשימה הקאסיני הבינתחומית עבור בדיקת הויגנס.
"אנחנו לא באמת יודעים איך נוצרו החיים על כדור הארץ, או על כל כוכב לכת שהם יצרו ,? אמרה לונין. ? לא נותרו עקבות לאיך שזה התרחש על פני כדור הארץ, מכיוון שכל המולקולות האורגניות של כדור הארץ עברו עיבוד ביוכימי עד כה. טיטאן הוא הסיכוי הטוב ביותר שלנו ללמוד כימיה אורגנית בסביבה פלנטרית שנשארה חסרת חיים במשך מיליארדי שנים.
המקור המקורי: מהדורת חדשות UA
