„Divná“ molekula detekovaná na Titanu nebyla nikdy nalezena v žádné atmosféře

73

Titan, který je už sám o sobě dost divný měsíc Saturnu, se stal ještě trochu divnějším. Astronomové detekovali v jeho atmosféře cyklopropenyliden (C3H2) – extrémně vzácnou molekulu na bázi uhlíku, která je tak reaktivní, že může existovat na Zemi pouze v laboratorních podmínkách.

Ve skutečnosti je to tak vzácné, protože nikdy předtím nic takového nebylo detekováno v atmosféře, ve sluneční soustavě ani nikde jinde. Jediným dalším místem, kde může zůstat stabilní, je chladná prázdnota mezihvězdného prostoru. Může to však být stavební kámen složitějších organických molekul, které by jednoho dne mohly vést k životu.

„Myslíme teď na Titan jako na laboratoř v reálném životě, kde můžeme vidět podobnou chemii jako na starověké Zemi, když tu začínal život,“ řekla astrobiologka Melissa Trainerová z Goddardova vesmírného letového střediska NASA, jednoho z hlavních vědců, kteří budou zkoumat tento měsíc v nadcházející misi Dragonfly plánované na rok 2027.

„Budeme hledat větší molekuly než C3H2, ale potřebujeme vědět, co se děje v atmosféře, abychom pochopili chemické reakce, které vedou ke vzniku komplexních organických molekul a prší na povrch.“

Cyklopropenyliden, který dokonce vědci z NASA označují za „velmi podivnou malou molekulu“, nemá v atmosférických podmínkách tendenci dlouho existovat, protože s jinými molekulami reaguje velmi rychle a snadno a vytváří další sloučeniny.

Jakmile to udělá, už to není cyklopropenyliden. V mezihvězdném prostoru je jakýkoli plyn nebo prach obvykle velmi chladný a velmi difúzní, což znamená, že sloučeniny příliš neinteragují a cyklopropenyliden tak může existovat bez reakce.

Titan se velmi liší od mezihvězdného prostoru. Jeho povrch je mokrý, s uhlovodíkovými jezery , uhlovodíkovými mraky a převážně dusíkovou atmosférou s trochou metanu. Atmosféra je čtyřikrát silnější než atmosféra Země (kde také  dominuje dusík ). Vědci si však myslí, že je na Titanu obrovský oceán slané vody .

V roce 2016 tým vedený planetárním vědcem Conorem Nixonem z Goddardova vesmírného letového střediska NASA použil v Chile Chile sondu Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) k prozkoumání atmosféry měsíce a hledání organických molekul.

Bylo to v řídké horní atmosféře, vysoko nad povrchem, kde detekovali neznámý chemický profil. Porovnáním s databází chemických profilů tým identifikoval molekulu jako cyklopropenyliden. Je pravděpodobné, že řídkost atmosféry v této výšce přispívá k přežití molekuly, ale proč se objevuje na Titanu a na žádném jiném světě, je záhadou.

„Když jsem si uvědomil, že se dívám na cyklopropenyliden, moje první myšlenka byla:‚ No, to je opravdu nečekané, ‚ řekl Nixon . „Titan je v naší sluneční soustavě jedinečný. Ukázalo se, že je pokladem nových molekul.“

Cyklopropenyliden je zvláště zajímavý, protože je známý jako kruhová molekula; jeho tři atomy uhlíku jsou spojeny dohromady v kruhu. Ačkoli není známo, že samotný cyklopropenyliden hraje biologickou roli, nukleové báze DNA a RNA jsou založeny na takových molekulárních kruzích.

„Jejich cyklická povaha otevírá toto další odvětví chemie, které vám umožňuje vytvářet tyto biologicky důležité molekuly,“ řekl astrobiolog Alexander Thelen z Goddardova vesmírného letového střediska NASA.

Čím menší je molekula, tím větší má potenciál – očekává se, že reakce zahrnující menší molekuly s menším počtem vazeb proběhnou rychleji než reakce zahrnující větší a komplikovanější molekuly. To znamená, že reakce zahrnující menší molekuly, čistě prostřednictvím čísel, mají vést k rozmanitější škále výsledků.

Dříve byl benzen (C6H6) považován za nejmenší uhlovodíkovou kruhovou molekulu nalezenou v jakékoli atmosféře (včetně Titanu). Cyklopropenyliden má toto tvrzení vyvrátit.

„Snažíme se zjistit, zda je Titan obyvatelný,“ řekla geologka Rosaly Lopes z Jet Propulsion Laboratory NASA. „Chceme tedy vědět, jaké sloučeniny z atmosféry se dostanou na povrch, a poté, zda se tento materiál může dostat skrz ledovou kůru do oceánu pod ním, protože si myslíme, že oceán je tam, kde jsou obyvatelné podmínky.“

Zjištění, které sloučeniny jsou přítomny v atmosféře, je velmi důležitým krokem v tomto výzkumném procesu. Cyklopropenyliden může být malý a podivný, ale tato extrémně vzácná molekula by mohla být klíčovým kouskem skládačky celé chemie Titanu. Teď musíme jen přijít na to, jak to do sebe zapadá.

Překlad: Demiurg