Titan, teilweise verdeckt von Saturn-Ringe. Bild: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Saturns Mond Titan ist eine Welt der Gegensätze; beide unheimlich vertraut und auffallend Fremd. Seine ruhige See und riesigen Sanddünen erinnern könnte Euch auf der Erde, bis Sie lernen, dass das, was fließt über die Titan-Oberfläche ist kein Wasser, sondern flüssige Kohlenwasserstoffe. Die Titan-Stickstoff-reichen Atmosphäre zu haben scheint, einige der Zutaten, die für die Biologie, sondern alle Lebensformen entwickelt, um gedeihen bei Temperaturen von -290 Grad Fahrenheit wäre praktisch nicht wiederzuerkennen.
Eine neue wissenschaftliche Arbeit unterstützt die Idee, dass das Leben möglicherweise auf Titan, aber es wäre nichts, wie das Leben, wie wir es kennen. Nach dem Studium der spektroskopischen Daten des Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) im Norden chiles, Forscher berichten nun, dass die Titan-Atmosphäre ist voll mit vinyl-Cyanid, ein Molekül, das könnte in der Theorie, in form von “cell-like” – Membranen unter dem Mond die einzigartigen Umweltbedingungen.
In der Tat, basierend auf den levels von vinyl-Cyanid vorhanden in Titan ‘ s Atmosphäre, der Meere könnte—in der Theorie sind wir nicht sagen, es gibt aliens—sprudelt mit winzigen Zelle Membranen, mit Konzentrationen ähnlich denen von Bakterien in den Ozeanen der Erde herrscht.
Die Membranen schließen, dass die Zellen aller Lebewesen hier auf der Erde sind aus Phospholipiden, Moleküle mit langen, nicht-polare (Wasser abweisend) “Schwänze” und polaren (hydrophilen) Kopf. Wenn Sie daran denken, high-school-Biologie, Sie wissen, dass die Phospholipide bilden einer bi-Schicht mit der hydrophilen Teile nach außen und die Wasser abweisenden bits auf der Innenseite. Diese Struktur ermöglicht es den Membranen Blase aus winzigen Taschen von Wasser aus der Umgebung, Schaffung von Zellen, die das Haus das Erbgut und unterstützen biochemische Reaktionen.
“Es wäre ein völlig andere form der Biochemie, wenn es Leben auf dem Titan. Ich finde die Möglichkeit faszinierend.”
Das ist alles schön und gut für Lebewesen, die sich entwickelt, um gedeihen in dem gemäßigten, flüssiges Wasser, Meere hier auf der Erde, aber die Membranen unserer Biologie verwendet, würde einfach nicht funktionieren in der kryogenen Methan-Meere von Titan. (Sie wäre viel zu steif, und Wasser-liebevolle/Wasser abweisend bits müssten rückgängig gemacht werden.) Also, was könnte der Zellen auf Titan Aussehen? Vor zwei Jahren, Forscher an der Cornell Universität, verwendeten chemischen Modelle zu versuchen, zu beantworten, die Frage. Durch diese Modelle, die Sie produziert eine funktionale Zelle, die Membran, die stabil und flexibel zu unglaublich niedrigen Temperaturen, unter Verwendung keiner anderen als C2H3CN oder vinyl-Cyanid.
Sie nannten Ihre hypothetische alien-Zelle eine “azotosome.”
“Was macht vinyl-Cyanid-potenziell nützlich Molekül für diese ist, dass Sie amphiphil—es hat einen polaren und einen nicht polaren Ende,” genauso wie unsere Membrane phospholipids,
Maureen Palmer, ein neuer Absolvent von St. Olaf College und Hauptautor der neuen Studie, erklärt. “Wäre es irgendwie das gleiche, aber irgendwie das Gegenteil von dem, wie die Zellmembran-Lipide Arbeit auf der Erde,” mit der polar bits auf der Innenseite, und die nicht-polaren bits auf der Außenseite.
Es war eine faszinierende Hypothese, sondern es gab ein problem—niemand hatte jemals bestätigt, dass die vinyl-Cyanid ist tatsächlich auf Titan. (NASA Cassini-Sonde fand vorläufige Beweise für das Molekül mehrere Jahre zurück.) Palmer und Ihre Kollegen beschlossen, füllen diese Lücke, indem Sie untersuchen, Kalibrierdaten ALMA sammelt bei Titan, bevor er seine Teleskope einen Blick auf andere Ziele. Sicher genug, fanden Sie überzeugende Beweise, dass große Mengen von vinyl-Cyanid vorhanden sind, in die Titan-Atmosphäre—vor allem, in Höhen von mehr als 200 Kilometern. Die Forschung wurde veröffentlicht heute in Wissenschaftlichen Berichten.
Wenn ich schickte das Papier zu Jonathan Lunine, Cornell-Astronom und co-Autor auf die 2015-Studie postulieren die Existenz von azotosomes, er sagte, es sei “durchaus erfreulich zu sehen, dass Acrylnitril,” oder vinyl-Cyanid, “hat in der Tat scheinen anwesend zu sein, in die Atmosphäre von Titan.”
Natürlich, das Leben wie wir es kennen, wäre eher zu entstehen, in der großen Meere auf Titan ‘ s Oberfläche als die hoch in den Himmel. Aber wie Palmer und Ihre Kollegen weisen darauf hin, Niederschlag ständig den Transport von organischen verbindungen auf Titan-Oberfläche—und diese könnten umfassen vinyl-Cyanid. “Sollte es werden, der die Erdoberfläche erreicht”, sagte Sie. “Titan hat jede Menge Regen.”
In der Tat, in Ligeia Mare, ein Methan-Meer größer als Michigan Lake Superior befindet sich in der Nähe von Titan ‘ s north pole, Palmer und Ihre Kollegen schätzen, es könnte sein, so viele wie 30 Millionen azotosomes pro Kubikzentimeter, “Meer Wasser”. Zum Vergleich, costal Wasser des Ozeans auf der Erde etwa eine million Bakterien pro Kubikzentimeter, entsprechend einem Papier-Schätzung.
“Dies ist ein entscheidender Punkt-und Labor-Experimente getan werden sollte,” Lunine Hinzugefügt. Palmer vereinbart.
“Ich hoffe, dass jemand eine Studie zu versuchen, die form der Membranen im Labor sehen, ob Sie tatsächlich in der Lage zu bilden”, sagte Sie. Ihre co-Autoren sind derzeit versuchen, besser beschränken die Häufigkeit und Verteilung von vinyl-Cyanid in die Atmosphäre von Titan—das erste Papier war nur ein grober Blick. Sie sind auch auf der Suche nach Beweise von anderen biologisch relevanten Moleküle auf Titan. Auch in dieser Woche, ein weiteres team von Wissenschaftlern berichtet, die Erkennung von “Kohlenstoff-Kette Anionen’—mögliche Bausteine komplexer Biomoleküle—in Titans Obere Atmosphäre, unter Verwendung von Daten von Cassini.
Letztlich ist die Lösung der Frage, ob oder nicht, Titan ist die Heimat von ein paar wirklich seltsame Lebensformen erfordern eine zukünftige mission, das land auf seiner Oberfläche—vielleicht eine kryogene Methan-Nachweis U-Boot. Palmer ist definitiv wühlen für einen lander.
“Ich Liebe Titan,” Palmer sagte. “Es ist super interessant, da eine Astrobiologie Ziel, weil alle Formen des Lebens, die wir auf der Erde kennen, haben Wasser als Lösungsmittel, aber es hat flüssigem Methan. Es wäre eine völlig andere form der Biochemie, wenn es Leben auf dem Titan. Ich finde die Möglichkeit faszinierend.”