Titan is een verre, exotische en gevaarlijke wereld. Het zijn koude temperaturen en de koolwaterstofchemie is als niets anders in het zonnestelsel. Nu NASA daar naartoe gaat, krijgen sommige onderzoekers een sprong in de missie door de chemie van Titan in potten te herscheppen.
In juni kondigde NASA hun Dragonfly-missie naar Titan aan. Dragonfly is een quad-copter (of octocopter, afhankelijk van hoe je ernaar kijkt) die in 2026 wordt gelanceerd en in 2034 bij de grootste maan van Saturnus aankomt. Dragonfly's algemene doel is om te zoeken naar de bouwstenen van het leven. Titan wordt gezien als een analoog aan de zeer vroege aarde, grotendeels omdat het een dikke atmosfeer heeft en vloeistoffen op het oppervlak stromen. Titan kan ook een ondergrondse oceaan hebben. Wetenschappers denken dat het bestuderen van de chemie daar licht kan werpen op het verschijnen van leven op aarde.
Om te zien wat ze konden leren over een mogelijk leven op de ijskoude maan van Saturnus, wilden onderzoekers van de Southern Methodist University de chemische, atmosferische en oppervlakte-eigenschappen van Titan recreëren om te zien of ze tot leven zouden kunnen leiden. Het project wordt geleid door SMU assistent-professor chemie Tom Runcevski. Het wordt gefinancierd door de Welch Foundation, een particuliere organisatie die fundamenteel chemisch onderzoek financiert.
De studie bestaat uit meerdere cilinders ter grootte van een naalddop. Daarin nemen ze wat we van de Huygens-lander hebben geleerd om de omstandigheden op Titan na te bootsen. Het idee is om te zien welke soorten structuren zich in de potten vormen.
'Titan is een vijandige plek, met meren en zeeën van vloeibaar methaan, en regen en stormen van methaan. De stormen brengen organische moleculen die in de atmosfeer worden geproduceerd naar de oppervlakte en aan de oppervlakte zijn alleen methaan, ethaan en propaan vloeistoffen. Alle andere organische moleculen hebben hun vaste vorm - of, zoals we ze op aarde zouden noemen, mineralen, 'legde Runcevski uit.
"We zijn geïnteresseerd in de chemische samenstelling en kristalstructuur van deze organische mineralen, omdat wordt aangenomen dat mineralen een sleutelrol speelden in de oorsprong van het leven op aarde", zei hij. “Vandaar dat ons onderzoek kan helpen bij het beoordelen van deze mogelijkheden voor een vreemd“ methanogeen ”Titaan leven.”
Volgens Runcevski begint het allemaal met water.
'We kunnen deze wereld stap voor stap herscheppen in een glazen cilinder', zei hij. “Eerst introduceren we water, dat bevriest in ijs. Ten tweede vullen we die ijslaag aan met ethaan dat vloeibaar wordt als een 'meer'. Vervolgens vullen we de resterende cilinder met stikstof. '
Dat vormt de basis van het experiment, maar daarna kan het interessant worden.
Ze zijn van plan verschillende moleculen in de potten te introduceren om de koolwaterstofregen op Titan na te bootsen. Vervolgens verhogen ze de temperatuur tot het punt dat de meren drogen en de pot lijkt op het oppervlak van Titan, en introduceren vervolgens de koolwaterstofregen en de verschillende moleculen die daarbij horen. Vervolgens kunnen ze de potten onderzoeken om te zien welke soorten structuren zijn gevormd. Door de omstandigheden enigszins te variëren, kunnen ze meerdere experimenten uitvoeren.
Titan is raar omdat het oppervlak is gemaakt van organische structuren. Er is nergens op aarde dat dit soort experimenten buiten een laboratorium kan worden uitgevoerd. De wetenschappers hopen dat alles wat ze leren Dragonfly kan helpen zich voor te bereiden op zijn epische reis naar de ijskoude maan.
Er wordt veel gespeculeerd over het potentiële leven op Titan. Hoewel het ijskoud is, is het met een temperatuur van ongeveer 94 K (-179,2 ° C; -290,5 ° F) vanuit astrobiologisch perspectief nog steeds een intrigerende plek. Dat komt grotendeels door de vloeistoffen die op het oppervlak stromen.
Voor zover we weten vanuit onze plek hier op aarde, heeft het leven water nodig om te bestaan. Dat komt omdat de kleinste levenseenheid, de cel, water nodig heeft om zijn functies te vervullen. Maar we weten niet of het mogelijk is dat er een ander soort leven bestaat, een die methaan of ethaan als vloeistof gebruikt in plaats van water. Sommige wetenschappers vinden het idee het onderzoeken waard; wat poep poep het hele idee.
Maar de middenpositie van veel wetenschappers zegt dat Titan een geweldige plek is om de vroege aarde te bestuderen, ongeacht of er al dan niet een type koolwaterstofleven bestaat of niet.
Dat is grotendeels waarom de Dragonfly-missie is geboren.
Niemand is ervan overtuigd dat we leven zullen vinden op het oppervlak van Titan, of in de ondergrondse oceaan, of in de enorme hoeveelheden Titan-achtige omstandigheden die in laboratoria worden gecreëerd. Maar misschien vinden we belangrijke aanwijzingen die ons helpen te begrijpen hoe we zijn ontstaan. Mogelijk leren we ook iets over alle exoplaneten die we de komende jaren nader zullen bestuderen, en of ze al dan niet leven herbergen.
Bronnen:
- Persbericht: SMU's ‘Titans in a Jar’ kan belangrijke vragen beantwoorden voorafgaand aan NASA's ruimteverkenning
- Research Paper: Mogelijkheden voor methanogeen leven in vloeibaar methaan op het oppervlak van Titan
- Wikipedia-vermelding: Titan
- Space Magazine: NASA keert terug naar Saturnus 'Moon Titan, dit keer met een nucleaire batterij-aangedreven quadcopter
