Titan lijkt de hele tijd meer op de aarde en een nieuw begrip van de wazige atmosfeer van Titan zou aanwijzingen kunnen geven voor de evolutie van de vroege atmosferische omgeving van de aarde en de ontwikkeling van leven op onze thuisplaneet. Onderzoekers hebben een reeks chemische reacties op de grootste maan van Saturnus ontdekt die het maanoppervlak kunnen beschermen tegen ultraviolette straling, vergelijkbaar met hoe de ozonlaag van de aarde werkt. De reacties kunnen ook verantwoordelijk zijn voor het vormen van de grote organische moleculen waaruit de dikke en wazige oranje atmosfeer van de maan bestaat.
Wetenschappers weten al lang dat zonlicht in de atmosfeer van Titan methaan opsplitst in koolstof en waterstof. Deze elementen reageren met stikstof en andere ingrediënten om een dikke waas van complexe koolwaterstoffen te vormen die de maan volledig omhult.
Maar recentelijk is de rol van polyynen in de chemische evolutie van de atmosfeer van Titan krachtig onderzocht en besproken. Polyynes zijn een groep organische verbindingen met afwisselende enkele en drievoudige bindingen, zoals diacetyleen (HCCCCH) en triacetyleen (HCCCCCCH). Aangenomen wordt dat deze polyynen dienen als een UV-stralingsscherm in planetaire omgevingen en zouden kunnen fungeren als prebiotisch ozon. Dit zou belangrijk zijn voor elk leven dat zich probeert te vormen op Titan.
"Zelfs als je biologisch belangrijke moleculen vormt (via andere reacties) en er geen ozon of ozonachtige laag is, zullen deze moleculen niet altijd de barre stralingsomgeving overleven", zegt Ralf Kaiser, hoofdwetenschapper van de studie.
De onderliggende chemische processen die de vorming initiëren en de groei van polyynen regelen, zijn echter niet begrepen.
Kaiser en zijn collega's bestudeerden de vorming van triacetyleen en grotere organische moleculen in het laboratorium en in computersimulaties. Ze ontdekten dat triacetyleen kan worden gevormd door botsingen tussen twee kleine moleculen in een reactie die gemakkelijk kan worden geïnitieerd onder de koude omstandigheden in de atmosfeer van Titan.
De auteurs suggereren dat triacetyleen, een organisch molecuul dat kan dienen als een schild voor ultraviolette straling, als bouwsteen kan dienen voor het creëren van complexe moleculen in de atmosfeer van Titan.
"De huidige experimenten worden uitgevoerd met moleculen die alleen koolstof- en waterstofatomen bevatten," vertelde Kaiser aan Space Magazine. "Om de vorming van astrobiologisch belangrijke moleculen op Titan te onderzoeken, moeten we ook zuurstof en stikstof‘ toevoegen ’." Kaiser zei dat ze van plan zijn dit soort experimenten later dit jaar te doen.
Het team zei dat ze hopen dat hun gecombineerde experimentele, theoretische en modelleerstudie als een sjabloon zal dienen en het broodnodige, opeenvolgende onderzoek naar de chemie van de omringende Titan zal activeren, zodat een completer beeld ontstaat van de processen die betrokken zijn bij de chemische verwerking van de atmosfeer van de maan zal tevoorschijn komen.
Bijschrift afbeelding leiden: Cruciale bouwstenen in de organische waaslagen van Titan en mogelijk van vroege aarde zijn afkomstig van chemische reacties. Beeldcredits met dank aan NASA-JPL, Dr. Xibin Gu en Reaction Dynamics Group, University of Hawaii
Bron: PNAS
