A atmosfera de Saturno a maior lua, Titã é muitas vezes visto como um análogo ao que a atmosfera da Terra pode ter sido como há bilhões de anos. Apesar de os 800 milhões de quilômetros entre os dois mundos, tanto pode ter tido suas atmosferas criadas através da estratificação gravitacional e processamento de asteróides e cometas.
"Nós vemos Titan como um oásis natural de importância astrobiológicos notável para compreender o ambiente em que a origem da vida ocorreu na Terra", disse Josep M. Trigo-Rodriguez, do Instituto de Ciências do Espaço (CSIC-CEIE), em Barcelona, Espanha .. "Parece que um cenário plausível para construir a vida consiste em uma atmosfera densa, onde as partículas pequenas, como neblina orgânica e metais meteóricas poderia agir como catalisadores para a formação de compostos orgânicos mais complexos a partir de precursores simples, tais como monóxido de carbono e metano, promovendo assim o aumento complexidade ".
"Titan fornece um ambiente extraordinário para entender melhor alguns dos processos químicos que levou ao surgimento de vida na Terra ", acrescentou Trigo-Rodriguez." atmosfera de Titã é um laboratório natural que, em muitos aspectos, parece ter uma semelhança forte com nosso quadro atual do pré-biótica atmosfera da Terra . "
"Isto é notável, porque se pensava que a Terra e Titã foram feitas a partir de uma receita muito diferente de materiais em temperaturas drasticamente diferentes", diz ele.
A imagem acima mostra uma parte de baixas latitudes de Titã tomadas pela sonda Cassini em 12 de outubro de 2009. A visão foi obtida a uma distância de cerca de 296.000 km (184,000 milhas). As manchas brilhantes são mais reflexivo do que as áreas escuras e são, provavelmente, feitos de materiais geladas como gelo de água ou dióxido de carbono congelado. As áreas escuras campos de acolhimento prováveis de dunas que são comuns nas latitudes baixas da Lua, onde os ventos predominantes parecem relativamente forte. Um anel circular escuro nos limites superiores de um recurso brilhante para o centro da porção é provavelmente o resultado de um impacto de meteoros. Este remendo circular também pode ser uma caldeira ou uma característica criovulcânicas.
O trabalho de pesquisa, "pistas sobre a importância dos cometas na origem e evolução das atmosferas de Titã", de Trigo-Rodriguez e Javier F. Martin-Torres (Centro de Astrobiologia, Madrid, Espanha), oferece uma visão sobre as afinidades atmosféricas da Terra e Titã.
Terra provavelmente formado a partir de queimadas, pobre em oxigênio rochas (planetesimais) localizadas no interior do sistema solar, enquanto que Titan formado a partir de rochas que eram ricos em oxigênio e outros produtos químicos voláteis (cometesimals) no sistema solar exterior. Trigo-Rodriguez e Martin-Torres acreditam que os ingredientes vitais orgânicas na atmosfera da Terra primitiva foram vaporizados e varrido por ventos solares.
Os ingredientes para o ar que respiramos hoje devolvido cerca de 4 bilhões de anos atrás, durante uma tempestade de rock cataclísmico conhecido como Bombardeio Pesado Tardio(LHB). Durante este período, oxigênio e volátil ricos materiais do sistema solar exterior foram lançados em massa para o interior do sistema solar.
Chris McKay , cientista planetário no Ames Research Center da NASA, diz que os cometas podem ter feito pequenas contribuições para o teor de água, dióxido de carbono e nitrogênio da atmosfera primitiva da Terra ", mas não eram a principal fonte." Isto é conhecido porque as relações de deutério / hidrogênio dos nossos oceanos não correspondem às proporções encontradas em cometas. Ele diz asteróides arremessou o nosso caminho durante o LHB poderia ser a principal fonte de água na Terra.
Trigo-Rodriguez diz que ele e McKay são basicamente na mesma página. "Nós pensamos que asteróides e cometas eram as principais fontes de água e compostos orgânicos", diz Trigo-Rodriguez. Quatro bilhões de anos atrás, alguns asteróides contida tanto gelo que eles trouxeram mais água para o nosso planeta como cometas fez.
Trigo-Rodriguez e Martin Torres estudou como isótopos de hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio reagiu com seus ambientes na Terra e Titã. Eles analisaram dados registrados pelasonda Cassini-Huygens para entender melhor as razões isotópicas na atmosfera de Titã, densa nebulosa.
Diferentes distâncias do Sol, diferentes tamanhos e diferentes condições ambientais levou a evoluções químicas diferentes nos dois mundos. Mesmo assim, tanto a Terra e Titã foram atingidas por semelhantes ricos em água corpos, o que proporcionou uma fonte rica volátil para as duas atmosferas durante o bombardeio tarde-pesado.
Processamento e saída de gás de colisão em dois mundos levou à produção de nitrogênio molecular dominadas ambientes com semelhantes proporções de isótopos de hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio.
Origem da vida e outras questões
Um experimento de 2007 pelo professor de química Margaret Tolbert e estudante Melissa instrutor na Universidade do Colorado em Boulder mostrou atmosfera da Terra primitiva teria tido a mesma névoa orgânica que incentiva a formação de moléculas orgânicas complexas em Titã.
Os cientistas ainda estão se perguntando como Titan é capaz de manter toda a sua metano atmosférico.
De acordo com McKay, "atmosfera da Terra é composta de compostos que persistem ao longo de bilhões de anos. Entanto em Titã, todo o metano deveria ter sido destruído pela luz solar em uma escala de tempo de cerca de 30 milhões de anos. Deve haver uma fonte de metano re- fornecer. "
O metano na atmosfera pode vir principalmente de lagos de Titã de hidrocarboneto líquido. Mas para realmente entender o que é re-abastecer o metano, Martin-Torres gostaria de ver outra sonda enviada para a superfície da lua. (A missão Cassini enviou a sonda Huygens a Titã em janeiro de 2005, mas a sonda tinha instrumentos limitados e só poderia transmitir dados a partir da superfície por 90 minutos antes de a bateria acabou).
"Precisamos de uma exploração de superfície com uma missão lander estilo", diz Martin-Torres. "Nós ainda estamos em falta os dados mais importantes." Uma sonda chão poderia examinar a composição da superfície de Titã, a natureza de sua composição química de baixa temperatura , e busca de sinais de vida.
Titan tem muitos dos componentes para a vida, sem água no estado líquido. Mas o nevoeiro de hidrocarbonetos laranja que envolve a maior lua do planeta pode estar criando as moléculas que compõem o DNA, sem a ajuda de água - um ingrediente amplamente pensado para ser necessário para a formação das moléculas de acordo com um estudo recente.
Como Paul Davies, uma das maiores autoridades em astrobiologia, director do BEYOND: Centro de Conceitos Fundamentais de Ciência e co-diretor da Cosmologia ASU Iniciativa, diz: "Para o melhor de nosso conhecimento, os produtos químicos originais escolhidas pela vida conhecida na Terra fazer não constituem um conjunto único, outras opções poderiam ter sido feitas, e talvez foram feitas, se a vida começou em outros lugares muitas vezes ".
Os pesquisadores alertam, porém, que embora a atmosfera de Titã é a criação destas moléculas, isso não significa que as moléculas estão se unindo para formar a vida, mas a descoberta pode atrair astrobiólogos a considerar uma ampla gama de planetas extra-solares como hospedeiros em potencial para, pelo menos, formas simples de vida orgânica, a equipe de cientistas de os EUA ea França sugere.
Os resultados também sugerem que há bilhões de anos a atmosfera superior da Terra - não apenas sopa o chamado primordial na superfície - pode ter sido as fontes para esses "pré-bióticos" moléculas, os aminoácidos e as bases chamados nucleotídeos que compõem o DNA .
"Nós estamos realmente começando a ter uma noção de que tipo de química de uma atmosfera é capaz de" executar, diz Sarah Horst, um estudante de pós-graduação em ciência planetária da Universidade do Arizona, que liderou o esforço de pesquisa.
Sonda Cassini da NASA, que detectou moléculas grandes em altitudes de cerca de 600 quilômetros acima da superfície de Titã. Mas as moléculas são até agora não identificada devido a limitações de instrumentos da nave. A equipe de pesquisa Cassini replicado atmosfera de Titã em uma grande câmara nas temperaturas presentes na atmosfera superior da lua. Para desempenhar o papel de luz ultravioleta do sol batendo atmosfera de Titã, eles usaram a energia de rádio em um nível de potência comparável a uma lâmpada modestamente brilhante. A luz UV é fundamental, porque ele quebra as moléculas, tais como nitrogênio molecular ou monóxido de carbono na atmosfera de Titã, deixando os átomos individuais de escolher até parceiros diferentes, formando novas moléculas.
O experimento produziu minúsculas partículas de aerossóis. A equipe correu as partículas através de um espectrômetro de massa sensível, que mostrou as fórmulas químicas para as moléculas que compõem o aerosols.Hörst depois correu as fórmulas passado uma lista de moléculas biologicamente importantes para a vida na Terra. Ela tem 18 hits, incluindo os quatro nucleotídeos cujas combinações formam a informação genética de um organismo codificada no DNA. Ela parece ser menos importante do que a água está presente de modo a formar as moléculas do que é de alguma forma de oxigénio estar presente na mistura de ingredientes, conclui.
Na Terra, o oxigênio no início da história do planeta vida pré-viria na forma de dióxido de carbono e monóxido de carbono da atividade vulcânica, bem como de água liberada pelo vulcanismo e através de meteoros e impactos de cometas. Em Titã, o oxigênio parece estar vindo de Enceladus, uma lua de gelo-bound de Saturno em seu próprio direito por causa de gêiseres de gelo lançando para o espaço de perto de seu pólo sul. Alguns pesquisadores acreditam que os gêiseres sugerir um mar global possível subsolo e um habitat potencial para a vida.
No ano passado, pesquisadores mostraram que as moléculas de água ejetadas como parte de gêiseres de Enceladus pode ser levada a grandes distâncias através do sistema de Saturno, com algumas moléculas de oxigênio rolamento encontrando seu caminho para a Titan.
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