Kredit gambar: UA
Sementara kapal angkasa Cassini telah terbang ke arah Saturnus, ahli kimia di Bumi telah membuat pencemaran plastik seperti hujan melalui atmosfer bulan Saturnus, Titan.
Para saintis mengesyaki bahawa pepejal organik telah jatuh dari langit Titan selama berbilion tahun dan mungkin merupakan sebatian yang menentukan tahap langkah kimia seterusnya menuju kehidupan. Mereka berkolaborasi di eksperimen makmal University of Arizona yang akan membantu saintis Cassini menafsirkan data Titan dan merancang misi masa depan yang akan menggunakan makmal kimia organik ke permukaan Titan.
Ahli kimia di makmal Mark A. Smith di University of Arizona membuat sebatian seperti kondensasi dari langit Titan dengan mengebom analog atmosfer Titan dengan elektron. Ini menghasilkan "tholins"? polimer organik (plastik) yang terdapat di atmosfera nitrogen-metana atas Titan. Tholin Titan diciptakan oleh sinar matahari ultraviolet dan elektron yang keluar dari medan magnet Saturnus.
Tholin mesti larut untuk menghasilkan asid amino yang merupakan asas asas kehidupan. Tetapi ahli kimia tahu bahawa tholin tidak akan larut di tasik etana / metana atau lautan Titan.
Namun, mereka larut dalam air atau ammonia. Dan eksperimen yang dilakukan 20 tahun yang lalu menunjukkan bahawa melarutkan tholin dalam air cair menghasilkan asid amino. Oleh kerana diberi air cair, mungkin terdapat asam amino dalam sup primordial versi Titan.
Oksigen adalah keperluan lain untuk kehidupan di Bumi. Tetapi hampir tidak ada oksigen di atmosfer Titan.
Namun, tahun lalu, Caitlin Griffith, dari Laboratorium Lunar dan Planet UA, menemui ais air di permukaan Titan. (Lihat Titan Mengungkapkan Permukaan yang Dikuasai oleh Icy Bedrock.) Saintis planet UA Jonathan Lunine dan yang lain berteori bahawa ketika gunung berapi meletus di Titan, sebilangan ais ini dapat mencair dan mengalir melintasi lanskap. Aliran serupa dapat terjadi ketika komet dan asteroid menghantam Titan.
Lebih baik lagi, air Titan mungkin tidak segera membeku kerana mungkin dicampur dengan cukup amonia (antibeku) untuk kekal cair selama kira-kira 1,000 tahun, Smith dan Lunine mencatat dalam makalah penyelidikan yang diterbitkan dalam edisi November lalu "Astrobiology."
Oleh itu, walaupun Titan sangat sejuk - sekitar 94 darjah kelvin (minus 180 darjah Celsius atau minus 300 darjah Fahrenheit) - air dapat mengalir sebentar ke seluruh permukaan, membekalkan oksigen dan medium untuk kimia, mereka menyimpulkan.
Untuk lebih memahami bagaimana semua ini dapat berfungsi bersama, kumpulan Smith menghasilkan tholin di makmal, menganalisis sifat spektroskopi mereka, dan cuba memahami kimia mereka.
"Kami sedang berusaha untuk mengetahui bagaimana sebatian tersebut akan bertindak balas dengan air cair di permukaan Titan, sebatian apa yang akan mereka buat, dan, oleh itu, apa yang sebenarnya kita cari," jelas Smith. "Kami bukan hanya mencari plastik atmosfera di permukaan, tetapi hasil masukan masa dan tenaga selama berbilion tahun.
"Kami ingin mengetahui jenis molekul apa yang telah berevolusi, dan apakah molekul tersebut telah berkembang di sepanjang jalan yang mungkin memberikan pandangan tentang bagaimana molekul biologi berkembang di Bumi purba," katanya.
Mark A. Smith, profesor dan ketua jabatan kimia UA
"Sebahagian daripada apa yang telah kita pelajari sejauh ini dalam eksperimen kita adalah bahawa bahan-bahan ini adalah campuran kasar molekul yang sangat kompleks," Smith menambah. Carl Sagan menghabiskan 10 tahun terakhir hidupnya mempelajari sebatian ini dalam eksperimen seperti kita. Apa yang kami temui melengkapkan karyanya. Kami melihat tanda tangan spektroskopi yang sama. "
Tetapi kumpulan Smith juga mendapati bahawa ada komponen molekul ini yang sangat reaktif dan dengan mudah, dalam jangka masa yang munasabah, dapat bertindak balas di permukaan Titan untuk menghasilkan sebatian oksigen.
"Dan itu yang baru kita mulai terungkap sekarang ,?" Smith berkata.
"Kerja kami akan menjadi lebih menarik pada musim gugur ini, dalam eksperimen kami di Sumber Cahaya Lanjutan dari Makmal Lawrence Berkeley," tambahnya. "Kita akan menggunakan sinkron untuk membuat tholins secara fotokimia, menggunakan foton yang sangat bertenaga untuk memecah gas Titan ini dengan sinaran ultraviolet vakum."
Sinaran ultraviolet vakum memukul molekul nitrogen dan metana di atmosfer atas Titan dan meletupkannya. Para saintis tidak tahu sama ada ini menghasilkan jenis polimer yang sama yang terbentuk dari pelepasan elektrik.
"Apabila anda dapat memecahkan molekul nitrogen dan metana dengan cahaya, anda mungkin mendapat polimer yang serupa dengan molekul yang terbentuk ketika pelepasan elektrik memecahnya," kata Smith. "Atau anda mungkin mendapat polimer yang berbeza. Kimia agak rumit, dan kami tidak tahu jawapan untuk begitu banyak soalan paling mudah. Tetapi itulah salah satu sebab kami akan melakukan eksperimen di Berkeley.?
Kerja yang dilakukan di makmal Smith penting bagi para saintis di Misi Cassini NASA dan kemungkinan misi susulan ke Saturnus. Pengorbit Cassini dilancarkan pada tahun 1997 dan akan melancarkan penyelidikan ke atmosfer Titan pada bulan Disember. Penyelidikan Huygens ini akan melayang ke permukaan Titan Januari depan.
Lapisan jerebu aerosol oren tebal Titan pada dasarnya adalah sekumpulan plastik organik? polimer karbon, hidrogen dan nitrogen, ”kata Smith, ketua jabatan kimia UA. "Partikulat akhirnya menetap di permukaan Titan, di mana mereka menghasilkan bahan makanan organik untuk sebarang kimia organik yang berlaku."
Pemeriksaan Huygens Cassini akan menjadi instrumen pertama yang benar-benar mengambil sampel aerosol ini. Ini akan memberi para saintis beberapa maklumat kimia asas mengenai bahan ini. Tetapi siasatan itu tidak akan memberitahu mereka banyak mengenai kimia organik di permukaan Titan.
Misi susulan ke Titan yang merangkumi makmal kimia organik robotik akan memberi para saintis pandangan yang lebih terperinci di permukaan. Eksperimen ini sedang dirancang oleh Lunine dan Smith bekerjasama dengan penyelidik dari Caltech dan Jet Propulsion Laboratory NASA.
Lunine mengetuai kumpulan fokus Institut Astrobiologi NASA di Titan dan merupakan salah satu daripada tiga saintis misi Cassini antara disiplin untuk penyelidikan Huygens.
"Kita tidak benar-benar tahu bagaimana kehidupan terbentuk di Bumi, atau di planet mana pun yang terbentuk," Lunine berkata. Tidak ada jejak yang tersisa dari bagaimana ia terjadi di Bumi, kerana semua molekul organik Bumi telah diproses secara biokimia sekarang. Titan adalah peluang terbaik kami untuk mempelajari kimia organik di persekitaran planet yang tidak bernyawa selama berbilion tahun.?
Sumber Asal: Siaran Berita UA
