Titan är en avlägsen, exotisk och farlig värld. Det är otrevliga temperaturer och kolvätekemi är som ingenting annat i solsystemet. Nu när NASA är på väg dit, tar vissa forskare ett hopp på uppdraget genom att återskapa Titans kemi i burkar.
I juni tillkännagav NASA sitt Dragonfly-uppdrag till Titan. Dragonfly är en quad-copter (eller octocopter, beroende på hur du ser på den) som kommer att lanseras 2026 och kommer till Saturns största måne 2034. Dragonflys övergripande mål är att söka efter livets byggstenar. Titan ses som en analog till den mycket tidiga jorden, till stor del för att den har en tjock atmosfär och vätskor som rinner på ytan. Titan kan också ha ett hav under jord. Forskare tror att att studera kemi där kan kasta ljus på livets utseende på jorden.
För att se vad de kunde lära sig om alla möjliga liv på Saturnus frigidmåne ville forskare vid södra metodistuniversitetet återskapa de kemiska, atmosfäriska och ytliga egenskaperna hos Titan för att se om de kunde leda till liv. Projektet kommer att ledas av SMU-biträdande professor i kemi Tom Runcevski. Det finansieras av Welch Foundation, en privat organisation som finansierar grundläggande kemisk forskning.
Studien består av flera cylindrar på en nåltopp. I dem tar de det vi lärde oss av Huygens landare för att återskapa förhållanden på Titan. Tanken är att se vilka slags strukturer som formas i burkarna.
”Titan är ett fientligt ställe med sjöar och hav av flytande metan och regn och stormar av metan. Stormarna transporterar organiska molekyler som produceras i atmosfären till ytan, och vid ytförhållandena är endast metan, etan och propan vätskor. Alla andra organiska molekyler är i sin fasta form - eller, som vi skulle kalla dem på jorden, mineraler, ”förklarade Runcevski.
"Vi är intresserade av den kemiska sammansättningen och kristallstrukturen i dessa organiska mineraler, eftersom det tros att mineraler spelade en nyckelroll i livet på jorden," sade han. "Därför kan vår forskning hjälpa till att utvärdera dessa möjligheter för konstigt" metanogent "titaniskt liv."
Enligt Runcevski börjar det hela med vatten.
"Vi kan återskapa denna värld steg för steg i en cylinder tillverkad av glas," sade han. ”Först kommer vi att introducera vatten som fryser till is. För det andra kommer vi att toppa det islagret med etan som likvideras som en "sjö". Sedan kommer vi att fylla den återstående cylindern med kväve. "
Det ligger till grund för experimentet, men efter det kan det bli intressant.
De planerar att införa olika molekyler i burkarna för att efterlikna kolväte-nederbörden på Titan. Sedan kommer de att höja temperaturen så att sjöarna torkar och burken liknar Titans yta och sedan introducerar kolvätenedbörden och de olika molekylerna som följer med den. Sedan kan de undersöka burkarna för att se vilka typer av strukturer som bildades. Genom att variera förhållandena något kan de utföra flera experiment.
Titan är konstig eftersom ytan är gjord av organiska strukturer. Det finns ingenstans på jorden som dessa typer av experiment kan utföras utanför ett laboratorium. Forskarna hoppas att allt de lär sig kan hjälpa Dragonfly att förbereda sig för sin episka resa till den frigiga månen.
Det har varit mycket spekulationer om det potentiella livet på Titan. Trots att det är kyligt, vid cirka 94 K (-179,2 ° C; -290,5 ° F), är det fortfarande en spännande plats ur ett astrobiologiskt perspektiv. Det beror till stor del på vätskor som rinner på ytan.
Så vitt vi vet från vår plats här på jorden behöver livet vatten för att existera. Det beror på att den minsta livsenheten, cellen, behöver vatten för att utföra sina funktioner. Men vi vet inte om det är möjligt för en annan typ av liv att existera, en som använder metan eller etan som sin vätska, snarare än vatten. Vissa forskare tycker att idén är värd att undersöka; vissa poo-poo hela idén.
Men den mittposition som många forskare säger att oavsett om det finns en typ av kolväteliv eller inte, är Titan ett utmärkt ställe att studera den tidiga jorden.
Det är till stor del varför Dragonfly-uppdraget föddes.
Ingen är övertygad om att vi kommer att hitta liv på Titans yta, eller i dess underjordiska hav eller i de fyllda av Titan-liknande förhållanden som skapas i labb. Men vi kan hitta viktiga ledtrådar som hjälper oss att förstå hur vi blev. Vi kan också lära oss något om alla exoplaneter som vi kommer att studera mer detaljerat under de kommande åren, och huruvida de kanske kommer att hysa liv eller inte.
Källor:
- Pressmeddelande: SMU: s 'Titans in a Jar' skulle kunna besvara viktiga frågor före NASA: s rymdutforskning
- Forskningsdokument: Möjligheter för metanogent liv i flytande metan på ytan av Titan
- Wikipedia-post: Titan
- Space Magazine: NASA kommer tillbaka till Saturns Moon Titan, den här gången med en kärnbatteri-driven Quadcopter
