De meest aardachtige maan van Saturnus lijkt iets minder waarschijnlijk het leven te huisvesten, dankzij de kwantummechanica, de rare regels die subatomaire deeltjes beheersen.
Titan, de op één na grootste maan in ons zonnestelsel na Jupiter's Ganymede, is uniek op twee manieren die sommige onderzoekers ervan hebben overtuigd dat deze maan mogelijk buitenaards leven herbergt: het is de enige maan in ons zonnestelsel met een dichte atmosfeer, en het is het enige lichaam in de ruimte, naast de aarde, waarvan bekend is dat het zeker plassen vloeistof op het oppervlak heeft. In het geval van Titan zijn die poelen ijskoude meren van koolwaterstoffen, dichter bij de benzine in een auto dan de oceanen op aarde. Maar sommige onderzoekers hebben gesuggereerd dat er in die poelen complexe structuren zouden kunnen ontstaan: bubbels met speciale eigenschappen die ingrediënten nabootsen die noodzakelijk blijken te zijn voor het leven op onze planeet.
Op aarde kunnen lipidemoleculen (vetzuren) zichzelf spontaan ordenen in bellenvormige membranen die de barrières vormen rond de cellen van alle bekende levensvormen. Sommige onderzoekers denken dat dit het eerste noodzakelijke ingrediënt was voor het leven zoals het zich op aarde heeft gevormd.
Op Titan hebben onderzoekers in het verleden gespeculeerd dat er mogelijk een gelijkwaardige reeks bellen is ontstaan, deze bestaan uit op stikstof gebaseerde moleculen die azotosomen worden genoemd.
Maar om die structuren op natuurlijke wijze te laten ontstaan, moet de fysica precies goed werken onder de omstandigheden die op Titan aanwezig zijn: temperaturen van ongeveer minus 300 graden Fahrenheit (minus 185 graden Celsius), zonder vloeibaar water of atmosferische zuurstof.
Eerdere studies met behulp van simulaties van moleculaire dynamica - een techniek die vaak wordt gebruikt om de chemie van het leven te onderzoeken - suggereerden dat dergelijke bellenstructuren zouden ontstaan en algemeen zouden worden in een wereld als Titan. Maar een nieuw artikel, gepubliceerd op 24 januari in het tijdschrift Science Advances, suggereert dat die eerdere simulaties niet klopten.
Met behulp van complexere simulaties met kwantummechanica, bestudeerden de onderzoekers in het nieuwe artikel de structuren in termen van hun 'thermodynamische levensvatbaarheid'.
Dit is wat dat betekent: leg een bal op de top van een heuvel en hij zal waarschijnlijk onderaan eindigen, een positie met een lagere energie. Evenzo hebben chemicaliën de neiging om zichzelf in het eenvoudigste, laagste energiepatroon te rangschikken. De onderzoekers wilden weten of de azotosomen de eenvoudigste, meest efficiënte opstelling zouden zijn voor die stikstofhoudende moleculen.
Titan vertegenwoordigt een 'strikte testcase voor de grenzen van het leven', schreven de onderzoekers in hun paper. En in deze rol mislukt de maan. Azotosomen, zo bleek uit de simulatie, zijn gewoon niet thermodynamisch haalbaar op Titan.
Dit werk, zeiden de onderzoekers in een verklaring, zou NASA moeten helpen erachter te komen welke experimenten moeten worden uitgevoerd op haar Dragonfly-missie naar Titan, gepland voor de jaren 2030. Het is theoretisch nog steeds mogelijk dat het leven op Titan is ontstaan, zeiden de onderzoekers in de krant, maar bij zo'n leven is waarschijnlijk niets betrokken dat we zouden herkennen als een celmembraan.
