новости космоса
3688 12
29 октября 2020 21:05:33

Ученые НАСА обнаружили «странную» молекулу в атмосфере Титана

Ученые НАСА определили молекулу в атмосфере Титана, которая никогда не была обнаружена ни в какой другой атмосфере. Фактически, многие химики, вероятно, даже не слышали о ней или не знают, как это произносится: циклопропенилиден или C3H2. Ученые говорят, что эта простая молекула на основе углерода может быть предшественником более сложных соединений, которые могли образовывать или питать возможную жизнь на Титане.

Исследователи обнаружили C3H2 с помощью радиотелескопической обсерватории на севере Чили, известной как Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая матрица (ALMA). Они обнаружили C3H2, состоящий из углерода и водорода, при просмотре спектра уникальных световых сигнатур, собранных телескопом; они раскрыли химический состав атмосферы Титана по энергии, испускаемой или поглощаемой его молекулами.

«Когда я понял, что смотрю на циклопропенилиден, моей первой мыслью было: «Что ж, это действительно неожиданно», - сказал Конор Никсон, ученый-планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, который руководил поисками с ALMA. Выводы его группы были опубликованы 15 октября в Astronomical Journal.

Хотя ученые обнаружили C3H2 в карманах по всей галактике, обнаружение его в атмосфере стало неожиданностью. Это связано с тем, что циклопропенилиден может легко реагировать с другими молекулами, с которыми он вступает в контакт, и образовывать различные частицы. Астрономы до сих пор обнаружили C3H2 только в облаках газа и пыли, которые плавают между звездными системами - другими словами, в областях, слишком холодных и диффузных, чтобы облегчить многие химические реакции.

Но плотные атмосферы, подобные атмосфере Титана, представляют собой ульи химической активности. Это основная причина, по которой ученые интересуются этой луной, которая является местом назначения предстоящей миссии НАСА Dragonfly. Команда Никсона смогла идентифицировать небольшие количества C3H2 на Титане, вероятно, потому, что они искали в верхних слоях атмосферы луны, где меньше других газов, с которыми C3H2 может взаимодействовать. Ученые еще не знают, почему циклопропенилиден появляется в атмосфере Титана, но не в другой атмосфере. «Титан уникален в нашей солнечной системе», - сказал Никсон. «Он оказался сокровищницей новых молекул».

Титан, самый большой из 62 спутников Сатурна, представляет собой интригующий мир, который в некотором смысле больше всего похож на Землю. В отличие от любой другой луны в Солнечной системе - их более 200 - у Титана толстая атмосфера, которая в четыре раза плотнее, чем у Земли, плюс облака, дождь, озера и реки и даже подземный океан соленой воды.

Атмосфера Титана состоит в основном из азота, как и на Земле, с небольшим количеством метана. Когда молекулы метана и азота распадаются под ярким светом Солнца, составляющие их атомы развязывают сложную игру органической химии, которая пленила ученых и вывела эту луну на вершину списка самых важных целей в поисках настоящей или прошлой жизни в солнечной системе.

«Мы пытаемся выяснить, пригоден ли Титан для жизни», - сказала Розали Лопес, старший научный сотрудник и эксперт по Титану в Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА в Пасадене, Калифорния. «Поэтому мы хотим знать, какие соединения из атмосферы попадают на поверхность, а затем, могут ли эти молекулы пройти сквозь ледяную корку и попасть в океан внизу, потому что мы думаем, что океан - это то место, где есть условия для обитания».

Типы молекул, которые могут находиться на поверхности Титана, могут быть теми же самыми, что сформировали строительные блоки жизни на Земле. Ученые подозревают, что в начале своей истории, от 3,8 до 2,5 миллиардов лет назад, когда воздух Земли был наполнен метаном вместо кислорода, условия здесь могли быть похожи на те, что на Титане сегодня.

«Мы думаем о Титане как о реальной лаборатории, где мы можем увидеть химию, аналогичную химии древней Земли, когда зародилась жизнь», - сказала Мелисса Трейнер, астробиолог НАСА. Трейнер является заместителем главного исследователя миссии Dragonfly и руководит инструментами на винтокрылом Dragonfly, который будет анализировать состав поверхности Титана.

«Мы будем искать молекулы большего размера, чем C3H2, - сказала Трейнер, - но нам нужно знать, что происходит в атмосфере, чтобы понять химические реакции, которые приводят к формированию сложных органических молекул и выпадению дождя на поверхность.

Циклопропенилиден - «циклическая» молекула, или молекула с замкнутым контуром, помимо бензола, которая до сих пор была обнаружена в атмосфере Титана. «Ее циклическая природа открывает дополнительную ветвь химии, которая позволяет создавать биологически важные молекулы», - сказал Александр Телен, астробиолог, который работал с Никсоном в поиске C3H2.

Такие ученые, как Телен и Никсон, используют большие и высокочувствительные земные телескопы для поиска простейших связанных с жизнью молекул углерода, которые они смогли найти в атмосфере Титана. Бензол считался самой маленькой единицей сложных кольцевых углеводородных молекул, обнаруженных в атмосфере любой планеты. Но теперь его место, похоже, занял C3H2 с половиной атомов углерода бензола.

Команда Никсона использовала обсерваторию ALMA для изучения Титана в 2016 году. Они были удивлены, обнаружив странный химический отпечаток, который Никсон идентифицировал как циклопропенилиден, просматривая базу данных всех известных молекулярных световых сигнатур.

Чтобы дважды проверить, действительно ли исследователи видели это необычное соединение, Никсон внимательно изучил исследовательские работы, опубликованные на основе анализа данных космического корабля НАСА Кассини, который совершил 127 близких пролетов над Титаном в период с 2004 по 2017 годы, который также обнаружил химические соединения вокруг Сатурна и Титана. (Инструмент, называемый масс-спектрометром, уловил намеки на многие загадочные молекулы на Титане, которые ученые все еще пытаются идентифицировать). Действительно, Кассини обнаружил доказательства наличия электрически заряженной версии той же молекулы, C3H3+.

Учитывая, что это редкая находка, ученые пытаются больше узнать о циклопропенилидене и о том, как он может взаимодействовать с газами в атмосфере Титана.

«Это очень странная маленькая молекула, поэтому ее не изучают на уроках химии в старших классах и даже на бакалавриате», - сказал Майкл Маласка, планетолог из Лаборатории реактивного движения, который работал в фармацевтической промышленности, прежде чем влюбился в Титан и переключился на него. «Здесь, на Земле, вы не столкнетесь с этим».

Но, по словам Маласки, обнаружение таких молекул, как C3H2, действительно важно для видения общей картины Титана: «Каждый маленький кусочек и деталь, которые вы можете обнаружить, могут помочь вам собрать воедино огромную загадку всего того, что там происходит».


(Добавил: LifeMars)

комментарии
1
nazar24 · 29-10-2020

///«Мы думаем о Титане как о реальной лаборатории, где мы можем увидеть химию, аналогичную химии древней Земли, когда зародилась жизнь», - сказала Мелисса Трейнер///
.

Вики: "Тита́ны (др. ... Τιτάν) — в древнегреческой мифологии божества второго поколения"
Если принять за богов три внутренних планет, тогда луны внешних планет, они божества второго поколения, так как внутренние планеты поочередно в каждом цикле покидая расположение внутренних каменистых планет становится спутниками газовых планет, приобретая вторую жизнь, по причине потери большую часть коры, почти што оголенной до внутренней черной дыры. По этому во втором поколении они обретают изначальную молодость и силу, так как интенсивное стремление энергии в чд возобновляется, правда в малых объемах, чем прежде. По этим соображениям, можно предполагать, что, на Титане есть не только эти малюсенькие молекулы C3H2, там на поверхности, могут быть и другие сложные органические молекулы, которые ещё не снилось, астробиологу Мелиссе. /ятд/

2
dengess1-6 · 30-10-2020

"Если принять за богов три внутренних планет"
- а если их принять, за пиявки, тогда логично, что они высасывают энергию из Солнца.
- а если их принять за воздушные шарики, то понятно почему они разной величиной надуты.
- а если их принять за иллюзию, тогда вообще их нет, значит мы просто бредим в групповом сне.
:-)

3
Nablydatel133 · 30-10-2020

К.2.
Поддерживаю первый и второй пункты в вашей гипотезе "а если".

4
Teddy84 · 30-10-2020

А я третий. В первых двух не хватает мистицизма и иррациональной трансцендентности. Хотя в третьем слишком много скептицизма и нигилистической простоты.
Так что вариант назара более народен и креативен. Это эпос космической эры.

5
nazar24 · 30-10-2020

dengess1, в этих эпосах и ипостасях про ваших "а если" нигде не упоминается. Народы тех времен намного лучше знали, чем мы сейчас процессы нашей системы и таким вот образом они хотели передавать свои знания, нынешним тупым поколениям. /ятд/

6
Nablydatel133 · 30-10-2020

Третий противоречит вращению Земли.
Так как пока на одном полушарии спят, на другом бодрствуют.
Не принимается!

7
dengess1-6 · 30-10-2020

nazar © "dengess1, в этих эпосах и ипостасях про ваших "а если" нигде не упоминается."
- уже упоминулось как видите.
А значит через десяток тысячелетий этот пост может стать "мудростью предков". Такой же "мудростью" как та, что вы исповедуете. Ведь её тоже когда-то пстили, правда на камнях. Но это уже детали.

8
MP207 · 30-10-2020

nazar2, не равняйте все нынешнее поколение по себе...

9
AlfKorol52 · 30-10-2020

Эпосы и "если" могут быть разные. Даже в этой статье про возможную связь этой молекулы с жизнью почти эпос написали...
А вот конкретных данных маловато.
Сколько там этого вещества? Как оно получается и почему накапливается (тогда как его молекулы из-за высокой реакционной способности должны и с подобными реагировать, а с другими и подавно).
Что это маленькая молекула. а потому не изучается - не совсем верно. Скорее из-за редкости (нахождения в земных условиях).
Формула C3H2 и циклическая структура говорят о том, что это соединение содержит одну тройную или две двойных связи у одного атома углерода. Даже у простого циклопропана (формула C3H6) напряжение в молекуле огромное (три угла по 60 градусов при "привычной" для углеводородов 109 градусов. А тут один угол - 180 или две по 120 градусов - их замкнуть в треугольник - постараться надо.
Разве что она возникла в разрядах в разреженной (верхней) части атмосферы Титана и быстро остыла до стабилизации (не соприкоснувшись ни с чем). но накапливаться она точно не должна: при молекулярном весе 38 вещество мигрирует к поверхности, а там достаточно плотно, чтоб столкнуться с тем, что его заставит прореагировать.

10
JamesWebb84 · 30-10-2020

Этот тренд приплетать тему жизни на другой планете к абсолютно любому высказыванию уже просто смешон. Как если бы современные хиппи прикинулись хиппи 60-х или 80-х и на полном серьёзе считали бы себя очень модными. Так же и этот тренд устарел полвека назад, а непрофессиональные журналисты решили вспомнить былое и начать совать выдуманную жизнь через каждые 2 слова.
Водяной гейзер где-то на спутнике увидели. Оо! Это инопланетный кит фонтан пустил!
У кометы метан в хвосте заметили. Оо! Это инопланетяне нефть добывают!
Марсоход на камень наткнулся. Оо! Под этим камнем зародилась вся марсианская жизнь!
Кругом жёлтая пресса.

11
Teddy84 · 30-10-2020

Увы, сейчас без хайпа не получить гранты. Это раньше убедительным было "знать для общего развития". Сейчас повод должен быть острым.
Поиск жизни, борьба с экологической катастрофой, борьба с астероидом - убийцей и т.п.

12
Teddy84 · 30-10-2020

Там ещё квадрициклан замешан. Вот где напряжение связей! Недаром он в ракетной топливо идет присадкой.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2024. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!