2396
Хімічні експерименти з Титану зруйнували базове правило молекулярної взаємодії, відкривши новий шлях до розуміння походження життя в екстремальних умовах.
Дослідники давно цікавляться найбільшим супутником Сатурна, Титаном, та його крижаним середовищем, яке приховує озера, моря, піщані дюни та густу атмосферу, насичену азотом, метаном і складними хімічними сполуками на основі вуглецю. Титан має певні спільні риси з ранньою еволюцією нашої планети, а отже, може дати дослідникам підказки щодо походження життя. Фото: NASA-JPL – Інститут космічних наук
На найбільшому супутнику Сатурна, Титані, вчені виявили дивовижну здатність молекул змішуватися всупереч усталеним правилам. Замість очікуваної взаємної несумісності, метан та етан проникли в кристалічну решітку ціаністого водню, утворивши стабільні ко-кристали. Це суперечить принципу “подібне розчиняється в подібному”, який десятиліттями вважався основою хімії. “Це захоплюючий приклад того, коли загальновизнані правила не завжди працюють”, – наголошує хімік Мартін Рам з Технологічного університету Чалмерса.
Дослідники провели великомасштабні комп’ютерні моделювання, які дозволили протестувати тисячі варіантів молекулярної організації. Завдяки цьому вони змогли пояснити спектроскопічні спостереження NASA, які раніше не мали логічного пояснення. Моделі підтверджують, що ко-кристали можуть стабільно існувати при температурі Титану – приблизно -180°C. “Наші розрахунки добре узгоджуються з даними NASA, і це важлива вказівка на хімію, що передує життю”, – додав Рам.
Титан має густу атмосферу з азоту та метану, подібну до тієї, яка могла існувати на Землі до виникнення життя. Поверхню вкривають озера та моря рідкого метану й етану, а також – можливо – підлідні океани води. Ціаністий водень, який відіграє ключову роль у формуванні амінокислот та нуклеозидів, є одним з головних хімічних компонентів супутника. Саме тому це середовище особливо приваблює вчених, які шукають передумови для зародження життя.
NASA планує відправити до Титану місію Dragonfly у 2028 році, яка прибуде у 2034-му. Метою є дослідження пребіотичної хімії – хімії, яка існувала до появи живих організмів. У межах підготовки до місії було ініційовано співпрацю між NASA та Чалмерсом, що дало змогу поєднати лабораторні експерименти з теоретичними обчисленнями. “Ми хотіли з’ясувати, чи справді ці речовини можуть взаємодіяти. І виявили – так, можуть, всупереч усьому, що ми знали раніше”, – розповів Рам.
Дослідження має ширші наслідки – воно дозволяє припустити, що інші неполярні молекули також можуть формувати кристалічні структури в екстремально холодних умовах. Це відкриває нові перспективи для пошуку життя в інших частинах Сонячної системи та за її межами. Такі знахідки підкреслюють, що межі хімії є гнучкішими, ніж ми вважали, а природа здатна дивувати навіть у найдивніших середовищах космосу.
На Титані відкрили нову форму хімії при -180°C з’явилася спочатку на Цікавості.
