Titan de Saturno - "Um oásis natural de Significância astrobiológicos Notável"

"Vemos Titan como um oásis natural de importância astrobiológicos notável para compreender o ambiente em que origem da vida ocorreu na Terra", disse Josep M. Trigo-Rodriguez, com o Instituto de Ciências do Espaço (CSIC-IEEC) em Barcelona, ​​Espanha .. "parece que um cenário plausível para construir a vida consiste de uma atmosfera densa, onde pequenas partículas como neblina orgânica e metais meteóricas poderia agir como catalisadores para a formação de compostos orgânicos mais complexos a partir de precursores simples, como monóxido de carbono e metano, assim, promover a crescente complexidade. "

A atmosfera da maior lua de Saturno, Titã é muitas vezes visto como um análogo ao que a atmosfera da Terra pode ter sido como há bilhões de anos. Apesar dos 800 milhões de milhas entre os dois mundos, tanto pode ter tido suas atmosferas criadas através de camadas gravitacional e processamento de asteróides e cometas.

"Titan fornece um ambiente extraordinário para melhor compreender alguns dos processos químicos que levaram ao surgimento da vida na Terra", acrescentou Trigo-Rodriguez. "Atmosfera de Titã é um laboratório natural que, em muitos aspectos, parece ter uma semelhança forte com nossa imagem atual da atmosfera pré-biótica da Terra. Isso é notável, porque se pensava que a Terra e Titã foram feitas a partir de uma receita muito diferente de materiais em drasticamente diferentes temperaturas ", diz ele.

A imagem abaixo mostra uma parte de latitudes baixas de Titã tirada pela sonda Cassini em 12 de outubro de 2009. O ponto de vista 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 prováveis ​​campos de acolhimento de dunas que são comuns nas baixas latitudes da lua, onde os ventos predominantes parecem relativamente forte. Um anel circular escura nos limites superiores de uma característica brilhante na direcção do centro da porção é provavelmente o resultado de um impacto de meteoritos. Este patch circular também pode ser uma caldeira ou uma característica criovulcânico.

O papel 2,013 investigação ", Clues sobre a importância de cometas na origem e evolução das atmosferas de Titã," por Trigo-Rodriguez e F. Javier Martin-Torres (Centro de Astrobiologia, Madrid, Espanha), a fonte deste post , oferece uma visão sobre as afinidades atmosféricas da Terra e Titã.

Terra presumivelmente formado a partir de pedras chamuscadas, oxigênio-pobres (planetesimais) localizados no interior do sistema solar, enquanto a 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 orgânicos vitais na atmosfera primitiva da Terra foram vaporizados e varrido por ventos solares.

Os ingredientes para o ar que respiramos hoje voltou cerca de 4 bilhões de anos atrás, durante uma tempestade de rock cataclísmico conhecido como Bombardeio Pesado Tardio (LHB). Durante este período, oxigênio e materiais voláteis ricos 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 a água, dióxido de carbono e teor de azoto a atmosfera primitiva da Terra ", mas eles não eram a principal fonte." Isto é conhecido porque os rácios de deutério / hidrogênio de nossos oceanos não correspondem aos índices encontrados em cometas. Ele diz asteróides arremessou o nosso caminho durante a 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 os asteróides e cometas eram as principais fontes de água e compostos orgânicos", diz Trigo-Rodriguez. Quatro bilhões de anos atrás, alguns asteróides contido tanto gelo que teria trazido apenas tanta água para o nosso planeta como cometas fez.

Trigo-Rodriguez e Martin Torres estudou como hidrogênio, carbono, nitrogênio e isótopos de oxigênio reagiram com seus ambientes na Terra e Titã. Eles analisaram os dados registrados pela Cassini-Huygens probeto compreender melhor as relações isotópicas em denso, atmosfera nebulosa de Titã.

Distâncias diferentes da Sun, diferentes tamanhos e diferentes condições ambientais levaram a diferentes evoluções químicos sobre os dois mundos. Mesmo assim, tanto a Terra e Titã foram atingidos por organismos ricos em água semelhantes, o que proporcionou uma fonte volátil rico para ambos os ambientes durante o bombardeio tarde-pesado.

Desgaseificação e processamento de colisão em dois mundos levou à produção de atmosferas dominadas por nitrogênio molecular com relações isotópicas semelhantes de hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio.
A vida de Origem 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 primitiva da Terra teria tido a mesma névoa orgânica que estimula a formação de moléculas orgânicas complexas em Titã.

Os cientistas estão se perguntando como Titan é capaz de manter toda a sua metano atmosférico. De acordo com McKay, "A atmosfera da Terra é composta de compostos que persistem ao longo de bilhões de anos. No entanto, em Titan, 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 re- metano fornecem."

O metano na atmosfera pode vir principalmente de lagos de hidrocarboneto líquido em Titã. Mas para realmente entender o que está re-abastecimento do metano, Martin-Torres gostaria de ver outra sonda enviada para a superfície da lua. (A missão Cassini enviou a sonda Huygens a Titan em janeiro de 2005, mas a sonda tinha instrumentos limitados e só podia transmitir dados a partir da superfície durante 90 minutos antes de a carga da bateria correu para fora).

"Precisamos de uma exploração de superfície com uma missão de estilo lander", diz Martin-Torres. "Nós ainda estamos faltando os dados mais importantes." A sonda do solo poderia examinar a composição da superfície de Titã, a natureza da sua química de baixa temperatura e procurar sinais de vida.

Titã tem muitos dos componentes para a vida sem água líquida. Mas a neblina de hidrocarbonetos laranja que envolve a maior lua do planeta poderia 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 em Ciência e co-diretor do Projeto de Cosmologia ASU, disse: "Para o melhor do nosso conhecimento, as substâncias químicas originais escolhidos por 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 advertem, porém, que, embora a atmosfera de Titã é a criação destas moléculas, isso não significa que as moléculas estão combinando para formar vida, mas a descoberta pode motivar astrobiologists a considerar uma ampla gama de planetas extra-solares como potenciais hospedeiros para formulários, pelo menos, simples de vida orgânica, a equipe de cientistas de os EUA ea França sugere.

Os resultados também sugerem que milhares de milhões de anos atrás atmosfera superior da Terra - e não apenas o chamado sopa primordial na superfície - pode ter sido as fontes para estas moléculas "prebiótico", aminoácidos e os chamados bases de nucleotídeos que compõem o DNA .

"Nós estamos realmente começando a ter uma noção de que tipo de química numa atmosfera é capaz de" executar, diz Sarah Horst um estudante graduado em ciência planetária na Universidade de Arizona, que liderou o esforço de pesquisa.

A sonda Cassini da NASA, que detectou moléculas grandes em altitudes de cerca de 600 milhas acima da superfície de Titã. Mas as moléculas são, até agora não identificado por causa das limitações dos instrumentos da sonda. Em 2013, a equipa de investigação Cassini replicado atmosfera de Titã em uma grande câmara às temperaturas presentes na atmosfera superior da lua. Para desempenhar o papel de luz ultravioleta do sol que bate a atmosfera de Titã, eles usaram 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 o nitrogênio molecular ou monóxido de carbono na atmosfera de Titã, deixando os átomos individuais para escolher-se diferentes parceiros, que formam novas moléculas.

O experimento produziu partículas de aerossóis pequenas. 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 então 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 informação genética de um organismo codificada no DNA. Ele parece ser menos importante do que a água está presente para formar estas moléculas do que é de alguma forma de oxigénio estar presente na mistura de ingredientes, concluiu.

Na Terra, o oxigênio no início da história pré-vida do planeta viria na forma de dióxido de carbono e monóxido de carbono a partir de atividade vulcânica, bem como de água liberada por vulcanismo e através de meteoros e impactos de cometas. Em Titã, o oxigênio parece estar vindo de Enceladus, uma lua-bound de gelo de Saturno em seu próprio direito por causa de gêiseres de gelo que vomitam para o espaço de perto seu pólo sul. Alguns pesquisadores acreditam que os gêiseres sugerir uma possível mar subsuperfície global e um habitat potencial para a vida.

Pesquisadores havew mostrou como moléculas de água ejetado como parte de gêiseres de Enceladus pode ser levada a grandes distâncias através do sistema de Saturno, com algumas moléculas portadoras de oxigênio encontrando seu caminho para Titan.

O Galaxy diário via Astrobio.net, NASA