Τί τρέχει με τον Τιτάνα;

Ο Τιτάνας έγινε ακόμα πιο ενδιαφέρων πρόσφατα, λόγω του εντοπισμού στην ατμόσφαιρά του ενός μορίου που δεν έχει βρεθεί σε καμιά άλλη ατμόσφαιρα- του κυκλοπροπενυλιδενίου (C3H2). Αν δεν το γνωρίζετε, μη νιώθετε ανεπαρκείς- ακόμα και η ίδια η NASA στη σχετική ανακοίνωσή της αναφέρει πως «πολλοί χημικοί πιθανότατα καλά καλά δεν θα το έχουν ακούσει ή θα γνωρίζουν πώς θα το προφέρουν». Πρόκειται για ένα απλό κατά τα άλλα μόριο με βάση τον άνθρακα που ίσως να αποτελεί πρόδρομο πιο πολύπλοκων ενώσεων, που θα μπορούσαν να συνθέτουν μορφές ζωής, ή να αποτελούν τροφή αυτών, στον Τιτάνα.

Το C3H2 εντοπίστηκε μέσω του ραδιοτηλεσκοπίου ALMA στη Χιλή, κατά τη διάρκεια μελέτης ιχνών φωτός που εντοπίστηκαν και υποδεικνύουν τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας του Τιτάνα μέσω της ενέργειας που εκπέμπεται και απορροφάται από τα σωματίδιά της.

Τα ευρήματα που προέκυψαν από τη συγκεκριμένη έρευνα δημοσιεύτηκαν στο Astronomical Journal. To αξιοσημείωτο με το C3H2 είναι πως έχει εντοπιστεί ξανά μεν, αλλά σε θύλακες στον γαλαξία και όχι σε ατμόσφαιρες. Αυτό οφείλεται στο ότι μπορεί να αντιδρά εύκολα με άλλα μόρια και να σχηματίζει άλλα, διαφορετικά είδη- και ως εκ τούτου κατά κανόνα εντοπιζόταν σε νέφη σκόνης και αερίων που αιωρούνται ανάμεσα σε αστρικά συστήματα, δηλαδή περίοχές που δεν ενδείκνυνται για χημικές αντιδράσεις. Ο Τιτάνας, ωστόσο, αποτελεί ένα πραγματικό «χημικό εργαστήριο», καθώς είναι ιδιαίτερα πλούσιος σε αντιδράσεις (και για αυτό άλλωστε θα είναι ο προορισμός της επερχόμενης αποστολής Dragonfly της NASA).

Το C3H2 εντοπίστηκε επειδή οι επιστήμονες έψαχναν στα άνω στρώματα της ατμόσφαιρας του φεγγαριού, όπου τα αέρια με τα οποία μπορεί να αντιδράσει είναι λίγα- και δεν έχει εξακριβωθεί γιατί ακριβώς βρέθηκε στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα και όχι σε άλλες.

«Προσπαθούμε να βρούμε αν ο Τιτάνας είναι κατοικήσιμος» είπε η Ρόζαλι Λόπεζ, ερευνήτρια και ειδική στον Τιτάνα η οποία εργάζεται για το JPL (Jet Propulsion Laboratory) της NASA στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια. «Οπότε θέλουμε να ξέρουμε τι ενώσεις από την ατμόσφαιρα φτάνουν στην επιφάνεια και τότε, εάν το υλικό μπορεί να περνά από τον φλοιό του πάγου στον ωκεανό από κάτω, επειδή νομίζουμε ότι στον ωκεανό βρίσκονται οι κατοικήσιμες συνθήκες».

Τα είδη μορίων που μπορεί να βρίσκονται στην επιφάνεια του Τιτάνα θα μπορούσαν να είναι τα ίδια που σχημάτισαν τα δομικά στοιχεία της ζωής στη Γη. Νωρίς στην ιστορία της, πριν από 3,8-2,5 δισ. χρόνια, όταν στον αέρα της Γης κυριαρχούσε μεθάνιο αντί για οξυγόνο, οι συνθήκες μπορεί να ήταν παρόμοιες με αυτές που επικρατούν στον Τιτάνα σήμερα, εκτιμούν οι επιστήμονες.

«Θεωρούμε τον Τιτάνα ως ένα πραγματικό εργαστήριο, όπου μπορούμε να δούμε παρόμοια χημεία με αυτήν της αρχαίας Γης, όταν η ζωή εδραιωνόταν εκεί» είπε η Μελίσα Τρέινερ, αστροβιολόγος του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA, η οποία συμμετέχει στην αποστολή Dragonfly και θα ασχολείται με ένα όργανο που θα αναλύσει τη σύνθεση της επιφάνειας του Τιτάνα. «Θα αναζητούμε μεγαλύτερα μόρια από το C3H2» είπε η Τρέινερ, «μα πρέπει να ξέρουμε τι συμβαίνει στην ατμόσφαιρα για να κατανοήσουμε τις χημικές αντιδράσεις που οδηγούν πολύπλοκα οργανικά μόρια στο να σχηματίζονται και να βρέχουν στην επιφάνεια».

Σημειώνεται πως το κυκλοπροπενυλιδένιο είναι το μόνο «κυκλικό» («κλειστού κυκλώματος») μόριο πέρα από το βενζένιο που έχει βρεθεί ως τώρα στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. Αν και δεν είναι γνωστό να χρησιμοποιείται σε σύγχρονες βιολογικές αντιδράσεις, «κλειστού κυκλώματος» μόρια σαν αυτό είναι σημαντικά επειδή σχηματίζουν τους δακτυλίους της «ραχοκοκαλιάς» για τις νουκλεοβάσεις του DNA και του RNA. «Η κυκλική φύση τους ανοίγει αυτόν τον επιπλέον κλάδο της χημείας που σου επιτρέπει να φτιάξεις αυτά τα βιολογικά σημαντικά μόρια» είπε ο Αλεξάντερ Θέλεν, αστροβιολόγος του Goddard που συνεργάστηκε με τον επικεφαλής της έρευνας, Κόνορ Νίξον.

 Η ομάδα του Νίξον χρησιμοποίησε το ALMA για να κοιτάξει στον Τιτάνα το 2016. Ο εντοπισμός ενός περίεργου χημικού αποτυπώματος τους προκάλεσε έκπληξη- και ο Νίξον το ταυτοποίησε ως C3H2 πραγματοποιώντας έρευνα σε μια βάση δεδομένων με όλα τα γνωστά μοριακά ίχνη φωτός. Στη συνέχεια μελέτησε επιστημονικά άρθρα με αναλύσεις δεδομένων από το διαστημόπλοιο Cassini, για δει εάν είχαν εντοπιστεί ίχνη του από το σκάφος- και διαπιστώθηκε πως όντως είχε συμβεί κάτι τέτοιο, με το Cassini να βρίσκει στοιχεία για μια ηλεκτρικά φορτισμένη εκδοχή του ίδιου μορίου, το C3H3+.

Δεδομένου ότι αποτελεί σπάνιο εύρημα, οι επιστήμονες προσπαθούν να μάθουν περισσότερα για αυτό και το πώς αλληλεπιδρά με τα αέρια στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα. «Είναι ένα πολύ περίεργο μόριο, οπότε δεν είναι από αυτά για τα οποία θα μάθεις στη χημεία στο σχολείο ή ακόμα και προπτυχιακά» είπε ο Μάικλ Μαλάσκα, πλανητικός επιστήμονας του JPL που εργαζόταν στη φαρμακευτική βιομηχανία πριν «ερωτευτεί» τον Τιτάνα και αλλάξει καριέρα για να τον μελετήσει. «Δεν είναι κάτι που θα συναντήσεις εδώ στη Γη».

Ωστόσο, η ανακάλυψη τέτοιων μορίων είναι πολύ σημαντική για τη μεγαλύτερη εικόνα του Τιτάνα: «Κάθε μικρό κομμάτι που ανακαλύπτεις μπορεί να σε βοηθήσει να συνθέσεις το μεγαλύτερο παζλ όλων αυτών που συμβαίνουν εκεί».