Crédito da imagem: UA
Enquanto a sonda Cassini voa em direção a Saturno, os químicos da Terra vêm fazendo poluição plástica como aquela chovendo na atmosfera da lua de Saturno, Titã.
Os cientistas suspeitam que os sólidos orgânicos estejam caindo do céu de Titã há bilhões de anos e podem ser compostos que preparam o cenário para o próximo passo químico em direção à vida. Eles colaboram em experimentos de laboratório da Universidade do Arizona que ajudarão os cientistas da Cassini a interpretar os dados do Titan e a planejar uma missão futura que implantaria um laboratório de química orgânica na superfície do Titan.
Os químicos do laboratório de Mark A. Smith na Universidade do Arizona criam compostos como os que se condensam no céu de Titã bombardeando um análogo da atmosfera de Titã com elétrons. Isso produz "tholins"? polímeros orgânicos (plásticos) encontrados na atmosfera superior de nitrogênio-metano de Titã. Os tholins de Titã são criados pela luz solar ultravioleta e elétrons fluindo do campo magnético de Saturno.
Tholins deve se dissolver para produzir aminoácidos que são os elementos básicos da vida. Mas os químicos sabem que os tholins não se dissolverão nos lagos ou oceanos de etano / metano de Titã.
No entanto, eles se dissolvem facilmente em água ou amônia. E experimentos realizados há 20 anos mostram que dissolver tholins em água líquida produz aminoácidos. Portanto, dada a água líquida, pode haver aminoácidos na versão primordial da sopa de Titan.
O oxigênio é o outro essencial para a vida na Terra. Mas quase não há oxigênio na atmosfera de Titã.
No ano passado, no entanto, Caitlin Griffith, do Laboratório Lunar e Planetário da UA, descobriu gelo de água na superfície de Titã. (Veja Titan revela uma superfície dominada por Icy Bedrock.) O cientista planetário da UA Jonathan Lunine e outros teorizam que quando vulcões entram em erupção em Titã, parte desse gelo pode derreter e fluir pela paisagem. Fluxos semelhantes podem resultar quando cometas e asteróides colidem com Titã.
Melhor ainda, a água de Titã pode não congelar imediatamente porque provavelmente está atada com amônia suficiente (anticongelante) para permanecer líquida por cerca de 1.000 anos, Smith e Lunine observaram em um trabalho de pesquisa publicado na edição de novembro de "Astrobiology".
Portanto, embora Titã seja extremamente frio - cerca de 94 graus Kelvin (menos 180 graus Celsius ou menos 300 graus Fahrenheit) - a água pode fluir brevemente pela superfície, fornecendo oxigênio e um meio para a química, eles concluem.
Para entender melhor como tudo isso pode funcionar juntos, o grupo de Smith está gerando tholins no laboratório, analisando suas propriedades espectroscópicas e tentando entender sua química.
"Estamos tentando aprender como os compostos reagirão com a água derretida na superfície de Titã, quais compostos eles farão e, portanto, o que realmente deveríamos estar procurando", explicou Smith. “Não estamos apenas procurando plástico atmosférico na superfície, mas o resultado do tempo e da energia consumidos por bilhões de anos.
"Queremos saber que tipos de moléculas evoluíram e se elas evoluíram ao longo de caminhos que podem fornecer informações sobre como as moléculas biológicas se desenvolveram na Terra primordial." ele disse.
Mark A. Smith, professor e chefe do departamento de química da UA
"Parte do que aprendemos até agora em nossos experimentos é que esses materiais são misturas brutas de moléculas incrivelmente complexas", Smith acrescentou. ? Carl Sagan passou os últimos 10 anos de sua vida estudando esses compostos em experimentos como o nosso. O que descobrimos complementa seu trabalho. Vemos as mesmas assinaturas espectroscópicas. ”
Mas o grupo de Smith também descobriu que existe um componente dessas moléculas que é muito reativo e pode facilmente, dentro de um prazo razoável, reagir na superfície de Titã para produzir compostos oxigenados.
"E é isso que estamos apenas começando a desvendar agora ,? Smith disse.
"Nosso trabalho se tornará muito mais interessante neste outono, em nossos experimentos na Advanced Light Source do Lawrence Berkeley Lab", acrescentou. "Nós estaremos usando um síncrotron para criar tholins fotoquimicamente, usando fótons muito energéticos para quebrar esse gás Titan por radiação ultravioleta a vácuo."
A radiação ultravioleta a vácuo atinge as moléculas de nitrogênio e metano na atmosfera superior de Titã e as separa. Os cientistas não sabem se isso produz os mesmos tipos de polímeros formados a partir de uma descarga elétrica.
"Quando você pode quebrar as moléculas de nitrogênio e metano com a luz, pode obter polímeros semelhantes aos formados quando uma descarga elétrica os quebra", disse Smith. “Ou você pode obter polímeros diferentes. A química é bastante complexa e simplesmente não sabemos as respostas para muitas das perguntas mais simples. Mas essa é uma das razões pelas quais realizaremos os experimentos em Berkeley.
O trabalho em andamento no laboratório de Smith é importante para os cientistas da Missão Cassini da NASA e possíveis missões de acompanhamento a Saturno. O orbitador Cassini foi lançado em 1997 e deve lançar uma sonda na atmosfera de Titã em dezembro. Essa sonda Huygens flutuará para a superfície de Titã em janeiro próximo.
A camada grossa de neblina de aerossol laranja do Titan é basicamente um monte de plásticos orgânicos? polímeros de carbono, hidrogênio e nitrogênio ", disse Smith, chefe do departamento de química da UA. "As partículas eventualmente se depositam na superfície de Titã, onde produzem a matéria-prima orgânica para qualquer química orgânica em andamento".
A sonda Huygens da Cassini será o primeiro instrumento a realmente provar esse aerossol. Dará aos cientistas algumas informações químicas rudimentares sobre este material. Mas a sonda não lhes diz muito sobre química orgânica na superfície de Titã.
Uma missão de acompanhamento a Titan, que inclui um laboratório de química orgânica robótica, dará aos cientistas uma visão muito mais detalhada da superfície. O experimento está sendo projetado por Lunine e Smith em colaboração com pesquisadores do Caltech e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA.
Lunine lidera o grupo de foco do Instituto de Astrobiologia da NASA em Titan e é um dos três cientistas interdisciplinares da missão Cassini para a sonda Huygens.
"Nós realmente não sabemos como a vida se formou na Terra, ou em qualquer planeta que se formou", Lunine disse. ? Não há vestígios de como isso aconteceu na Terra, porque todas as moléculas orgânicas da Terra foram processadas bioquimicamente até agora. Titã é a nossa melhor chance de estudar química orgânica em um ambiente planetário que permanece sem vida há bilhões de anos.
Fonte original: UA News Release
