Saturns største måne Titan er muligvis det mest fascinerende stykke ejendom i solsystemet lige nu. Ikke overraskende i betragtning af, at månens tætte atmosfære, rige organiske miljø og prebiotisk kemi antages at svare til Jordens oprindelige atmosfære. Som sådan tror forskere, at månen kunne fungere som et slags laboratorium til at studere de processer, hvorved kemiske elementer bliver byggestenene for livet.
Disse undersøgelser har allerede ført til et væld af information, som inkluderer den nylige opdagelse af "kulstofkæde-anioner" - som menes at være byggesten for mere komplekse molekyler. Og nu, takket være data fra Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) i Chile, har et team af NASA-forskere opdaget tilstedeværelsen af acrylonitril, et andet kemiske elementer, der kunne være grundlaget for livet på den måne.
Undersøgelsen, der detaljerede deres fund - med titlen "ALMA-påvisning og astrobiologisk potentiale af vinylcyanid på Titan" - blev offentliggjort i tidsskriftet 28. juli af tidsskriftet Videnskabelige fremskridt. I det forklarer teamet, hvordan data fra ALMA-matrixen indikerede, at store mængder acrylonitril (C2H3CN) findes på Titan - mest sandsynligt inden for månens stratosfære.
Som Maureen Palmer, en forsker med Goddard Center for Astrobiology og hovedforfatteren på papiret, indikerede i en NASA-pressemeddelelse: ”Vi fandt overbevisende bevis for, at acrylonitril er til stede i Titans atmosfære, og vi synes, at en betydelig forsyning af dette råmateriale når overfladen. ”
Også kendt som vinylcyanid, acrylonitril bruges her på Jorden til fremstilling af plast. Tidligere er det blevet spekuleret i, at denne forbindelse kunne være til stede i Titans atmosfære. Det var dog først for nylig, at videnskabsmænd blev opmærksomme på muligheden for, at det var grundlaget for levende væsener i Titans rige organiske miljø - med sin konstante forsyning af kulstof, brint og nitrogen.
Dette er baseret på en undersøgelse, der blev foretaget i 2015, hvor et team af forskere fra Cornell søgte at afgøre, om der kunne dannes organiske celler i Titans barske miljø. I betragtning af at månen oplever gennemsnitlige overfladetemperaturer på -179 ° C (-290 ° F), og atmosfæren er overvejende nitrogen og kulbrinter, kunne lipid-dobbeltlagsmembraner (som er fundamentet for livet på Jorden) ikke overleve der.
Efter udførelse af molekylær simulering bestemte teamet imidlertid, at små organiske nitrogenforbindelser ville være i stand til at danne et ark materiale svarende til en cellemembran. De bestemte også, at disse ark kunne danne hule, mikroskopiske kugler, som de kaldte "azotosomer", og at den bedste kemiske kandidat til dette ark ville være akrylonitril.
Et sådant materiale ville være i stand til at overleve i flydende methan og ved ekstremt kolde temperaturer og ville derfor være det mest sandsynlige grundlag for organisk liv på Titan. Som Michael Mumma, direktøren for Goddard Center for Astrobiology, forklarede:
”Evnen til at danne en stabil membran til at adskille det indre miljø fra det ydre er vigtigt, fordi det giver et middel til at indeholde kemikalier længe nok til at give dem mulighed for at interagere. Hvis membranlignende strukturer kunne dannes af vinylcyanid, ville det være et vigtigt skridt på vejen til livet på Saturns måne Titan. ”
Af hensyn til deres undersøgelse kombinerede Goddard-teamet 11 højopløsningsdatasæt fra ALMA, som de hentede fra et arkiv med observationer, der blev brugt til at kalibrere matrixen. Fra dataene bestemte Palmer og hendes team, at acrylonitril er relativt rigeligt i Titans atmosfære og nåede koncentrationer på op til 2,8 dele pr. Milliard. De bestemte også, at det ville være mest almindeligt i Titans øvre atmosfære.
Det er her kulstof, brint og nitrogen kemisk kunne binde sig fra eksponering for sollys og energiske partikler fra Saturns magnetfelt. Til sidst ville acrylonitrilen køre sig ned gennem den kolde atmosfære og kondensere for at danne regndråber, der ville falde til overfladen. Holdet estimerede også, hvor meget af dette materiale der ville akkumuleres i Ligeia Mare - Titans næststørste metansø - over tid.
Endelig beregnet de, at Ligeia Mare inden for hver kubikcentimeter (cm³) af dens volumen kunne danne så mange som 10.000.000 azotosomer. Det omtrent ti gange mængden af bakterier, der findes i farvandet langs Jordens kystregioner. Som Martin Cordiner, en af de ældre forfattere på papiret, antydede, er disse fund helt sikkert opmuntrende, når det kommer til søgen efter udenjordisk liv i vores solsystem.
”Påvisningen af dette undvigende, astrobiologisk relevante kemikalie er spændende for forskere, der er ivrige efter at bestemme, om livet kan udvikle sig i iskalde verdener som Titan,” sagde han. ”Dette fund tilføjer et vigtigt stykke til vores forståelse af solsystemets kemiske kompleksitet.”
Indrømmet, undersøgelsen og grundlaget for dens konklusioner er ret spekulative. Men de viser, at der inden for visse etablerede parametre kan eksistere liv i vores solsystem langt ud over grænserne for vores sols ”beboelige zone”. Denne undersøgelse kunne også have konsekvenser i jagten på livet i ekstrasolære systemer. Hvis forskere endeligt kan sige, at livet ikke har brug for varmere temperaturer og flydende vand for at eksistere, åbner det enorme muligheder.
I de kommende årtier forventes flere missioner at gå til Titan, lige fra ubåde, der vil udforske metansøerne til droner og luftplatforme, der vil undersøge dens atmosfære og overflade. Allerede forventes det, at de vil få værdifuld information om dannelsen af Saturn-systemet. Men også at opdage helt nye livsformer? Det ville virkelig være jordskød!
