Sciencemag.cz
Doporučujeme
Srovnávat současný Titan se Zemí před miliardami let má samozřejmě jen omezený smysl. Na Zemi nikdy nepršel metan, na Titanu neprší voda. Eventuální život na povrchu Titanu by fungoval v jiných podmínkách, vznikal jinými mechanismy a měl by jinou chemii (i když i na Titanu může někde pod povrchem existovat oceán kapalné vody, eventuálně roztoku vody a čpavku, ale to je jiná věc).
Vědci nyní zkusili simulovat dnešní atmosféru Titanu v pozemské laboratoři. Výzkumníci z řady institucí (University of Paris-Saclay, University of Rouen at Mont-Saint-Aignan, Institute of the Max Planck Society) včetně laboratoří IBM (IBM Research-Zurich) se přitom speciálně zaměřili na vznik částic, které způsobují, že atmosféra Titanu je neprůhledná a zbarvená oranžovo-červeně. Opar vytvářejí nanočástice složené z různě složitých organických molekul obsahujících hlavně uhlík, vodík a dusík. Tyto složitější organické molekuly vznikají, když vysokoenergetické (zejména ultrafialové, ale i gama) záření zasáhne molekuly dusíku, metanu a dalších plynů v atmosféře Titanu.
Molekuly oparu na Titanu často označujeme jako tholiny, to je však spíš jen slovo než nějaké konkrétnější chemické vymezení (řekněme různé polymery s dusíkovými heterocykly apod.). Vědci nyní v nádobě z nerezové oceli pouštěli do směsi metanu a dusíku elektrické výboje a poté analyzovali vzniklou směs. Pomocí mikroskopie atomové síly za nízkých teplot se pak podařilo identifikovat více než 100 molekul – takhle nějak to může vypadat i na Titanu, protože pozorovaný opar byl podobný . (Poznámka: tímto způsobem se podařilo určit skutečnou strukturu molekul, nejen zastoupení různých prvků v nich, jaké poskytla již dříve hmotnostní spektroskopie.)
Podobné tholiny mohly být obsaženy i v atmosféře Země někdy před 3 miliardami let (a dříve), tedy před vzrůstem koncentrace kyslíku (ten tyto látky oxiduje, respektive zoxiduje metan potřebný k jejich syntéze); i když je pravda, že v atmosféře Země byl určitě navíc oxid uhličitý a voda a nemusel být metan, takže se příslušné reakce i jejich produkty mohly lišit.
Je možné, že by tholiny mohly hrát nějakou roli i v prebiotické chemii a podílet se na utváření dusíkatých biogenních látek, které by se pak usazovaly na povrchu, eventuálně by je sem strhával déšť. Jejich zákal navíc mohl chránit vznikající život před ultrafialovým zářením (to tholiny absorbují) v době, když ještě neexistovala ozonová vrstva.
Fabian Schulz et al. Imaging Titan’s Organic Haze at Atomic Scale, The Astrophysical Journal (2021). DOI: 10.3847/2041-8213/abd93e
Zdroj: Matt Williams. Universe Today a další
Poznámka: Tholiny se mohou vyskytovat i na jiných tělesech Sluneční soustavy, na Plutu, Neptunově měsíci Tritonu apod.
Viz také: Na Plutu funguje organická chemie jinak než na Titanu
