„Странна“ молекула, открита на Титан, никога не е била откривана в която и да е друга атмосфера
Титан, така и така много странната луна на Сатурн, неотдавна стана още по-странен. Астрономите са разкрили циклопропенилиден (C3H2) в атмосферата му – извънредно рядка молекула на основата на въглерод, която е толкоз реактивна, че може да съществува на Земята единствено в лабораторни условия.
Всъщност тя е толкоз рядка, че в никакъв случай до момента не е била откривана в атмосфера, в Слънчевата система или другаде. Единственото друго място, където може да остане устойчиво това съединяване, е студената празнота на междузвездното пространство. Но това може да е конструктивен детайл за по-сложни органични молекули, които един ден могат да доведат до живот.
„ Мислим за Титан като за действителна лаборатория, където можем да забележим сходна химия като тази на античната Земя, когато животът се е утвърждавал тук “, споделя астробиологът Мелиса Трейнър от Центъра за галактически полети „ Годард “ на НАСА, един от основните учени, който ще изследва тази луна в идната задача Dragonfly, започваща през 2027 година
„ Ще търсим по-големи молекули от C3H2, само че би трябвало да знаем какво се случва в атмосферата, с цел да разберем химичните реакции, които водят до формиране и дъжд на повърхността от комплицирани органични молекули. “
Циклопропенилиденът – който даже откривателите на НАСА разказват като „ доста странна дребна молекула “ – няма податливост да трае дълго в атмосферни условия, защото реагира доста бързо и елементарно с други молекули, образувайки други съединения. След като го направи, към този момент не е циклопропенилиден.
В междузвездното пространство всеки газ или прахуляк нормално е доста леден и доста разпръснат, което значи, че съединенията не си взаимодействат доста и циклопропенилиденът може да се намира в близост.
Титан обаче, е доста друг от междузвездното пространство. Това е нещо влажно, с въглеводородни езера, въглеводородни облаци и преобладаващо азотна атмосфера, с малко метан. Атмосферата е четири пъти по-дебела от земната, (в която също доминира азотът). Под повърхността учените считат, че има голям океан от солена вода.
През 2016 година екип, воден от планетарния академик Конор Никсън от Космическия полетен център на Годард на НАСА, употребява Големият милиметров телескоп / субмилиметров масив на Атакама (ALMA) в Чили, с цел да изследва атмосферата на Титан, търсейки органични молекули.
Така, в слабата горна атмосфера, високо над повърхността на Титан, учените откриха незнаен химически автограф. Сравнявайки го с база данни с химически профили, екипът разпознава молекулата като циклопропенилиден. Вероятно тънкостта на атмосферата на тази височина способства за оцеляването на молекулата, само че за какво тя се появява на Титан и на никое място другаде, е мистерия.
„ Когато разбрах, че преглеждам циклопропенилиден, първата ми мисъл беше„ Е, това е в действителност ненадейно “, споделя Никсън. „ Титан е неповторим в нашата Слънчева система. Той се оказа богатство от нови молекули. “
Циклопропенилиденът е от необикновен интерес, защото е прочут като пръстенна молекула; трите му въглеродни атома са свързани дружно в пръстен (по-точно триъгълник, само че правилото е един и същ). Въпреки че самият циклопропенилиден не е прочут, че играе биологична роля, нуклеобазите на ДНК и РНК се основават на такива молекулярни пръстени.
„ Цикличният им темперамент отваря този спомагателен клон на химията, който ви разрешава да изграждате тези биологично значими молекули “, споделя астробиологът Александър Телен от Центъра за галактически полети „ Годард “ на НАСА.
Колкото по-малка е молекулата, толкоз по-голям капацитет има – реакции, включващи по-малки молекули с по-малко връзки, се чака да се случат по-бързо, в сравнение с реакции, включващи по-големи и по-сложни молекули. Това значи, че реакциите, включващи по-малки молекули, единствено посредством цифри, се чака да доведат до по-разнообразен набор от резултати.
Преди се смяташе, че бензенът (C6H6) е най-малката въглеводородна пръстенна молекула във всяка атмосфера (включително на Титан). Циклопропенилиденът обаче, го бие.
Титан към този момент е средище на органична химическа интензивност. Азотът и метанът се разпадат на слънчевата светлина, предизвиквайки каскада от химични реакции. Дали тези реакции могат да доведат до живот е въпрос, на който учените се пробват да отговорят.
„ Опитваме се да разберем дали Титан е населен и гостолюбив за някаква форма на живот “, споделя геологът Розали Лопес от Лабораторията за реактивно задвижване на НАСА. „ Затова желаеме да знаем какви съединения от атмосферата излизат на повърхността и по-късно дали този материал може да премине през ледената кора до океана изпод, тъй като считаме, че точно океанът предлага обитаемите условия. “
Изследването на съединенията, които участват в атмосферата, е доста значима стъпка в този проучвателен развой. Циклопропенилиденът може да е дребен и чудноват, само че тази извънредно рядка молекула може да бъде основна част от химическия пъзел на Титан. Сега просто би трябвало да разберем по какъв начин се вписва в него.
Изследването е оповестено в The Astronomical Journal.
