Нови данни подкрепящи възникването на живот в Слънчевата система
September 25, 2020
Изследователи докладват първите експериментални доказателства, които показват как атмосферния азот може да бъде включен в органични макромолекули.
Откритието показва също, какви органични молекули могат да бъдат открити на Титан, което може да послужи модел на това как е изглеждала Земята в своята най-ранна история.
Земята и Титан са единствените известни планети, които имат дебел слой атмосфера съставена, предимно от азот, заявява Хироши Иманака, един от учените, свързани с откритието.
Как сложните органични молекули могат да включат в себе си азотни съединения, участващи в състава на Земята или в атмосферата на Титан е една голяма загадка, заявява отново Иманака.
„Титан е толкова интересен, защото азотът е в преобладаващо количество в неговата атмосфера, а познанията ни по органична химия могат да ни дадат представа за произхода на живота на нашата Земя използвайки откритията предоставени ни от космическите мисии до тази луна“.Информацията събрана от Титан, ще се окаже от изключителна важност за по нататъшното изучаване на произхода на живота.
„А азотът е основен елемент на живота.“ потвърждава Иманака.
Въпреки това, сам по себе си азотът не представлява особен интерес.
Азотният газ в атмосферата трябва да бъде превърнат в химически активна форма в състава на органичните молекули, и чак след това да участва в реакции, които са в основата на биологичните системи.Иманака и Марк Смит превръщат смес от азот и метан в субстанция подобна на атмосферата, която присъства на Титан, и я облъчват с УВ-лъчи, наблюдавайки как реагира сместа.
Лабораторното устройство, което изплзват е така предназначено, че да имитира, как слънчевата радиация засяга атмосферата на Титан и как му оказва влияние.Повечето от азот съдържащите смеси, които са се появили са били в твърдо състояние, а не в газообразно, както се смяташе преди. Предишни модели предсказваха, че азотът първо ще се появи като газообразно състояние, в синтезираните съединения, докато в почвата му в твърдо ще отнеме много повече време, заради усложненият поетапен процес.
Представяне на атмосферата на Титан.
NASA„Титан изглежда оранжев на цвят, защото има смог от органични молекули, които го обгръщат.
Частиците намиращи се в смога в крайна сметка в един момент ще стигнат до повърхността на луната и там вече могат да бъдат изложени на условия, които биха могли да създадат предпоставка за живот, казва Иманака, който е и главен изследовател в Института SETI в Маунтин Вю, Калифорния.
Въпреки това, учените не знаят дали частиците в смога на Титан съдържат азот. „Ако някои от частиците са същите, които присъстват в органични молекули с влкючен азот създадени от на екипа в University of Arizona в лабораторни условия, то условията за живот на Титан ще се окажат по-вероятни“, заявява Смит.
Лабораторни наблюдения като тези показват, каква трябва да е следващата космическа мисия и какво трябва да се търси на сатурновата луна.
Поради това трябва да се разработят нови инструменти за помощ в търсенето на подобен вид органични молекули, предвестници на един нов органичен живот- гордо добавя професор Смит.Иманака и Смит, излизат със статия „Формиране на нитрогенирани биологични аерозоли в горните слоеве на атмосферата на Титан“ която е насрочена за публикуване в началото на месеца в онлайн изданието на Националната академия на науките.
НАСА същевременно осигурява финансиране за проекта по който работят професора и наговият сътрудник.
В University of Arizona изследователите искат да симулират условията в тънките горните слоеве на атмосферата на Титан, тъй като резултатите от мисията Касини-Хюйгенс е посочила че „изключителната UV“ радиация достигаща атмосферата на луната, създава сложни органични молекули.
Ето защо, Иманака и Смит използват Advanced Light Source в Националната лабораторияЛорънс Бъркли в едноименният университет, за да изстрелят високо енергийни UV лъчи в стоманен цилиндър, съдържащ азот и метан в газообразно състояние. Проведеното изследване се е осъществило при много ниско налягане.Изследователите са използвали мас-спектрометър за анализ на химичните вещества, които са се получили резултат от радиационното облъчване.
Макар и да звучи просто, самият експеримент е доста сложен от техническа гледна точна.
В самия цилиндър UV лъчението преминава през серия от вакуумни камери по пътя си в газовата камера към сместа от азот и метан.
Голяма част от изследователите в САЩ също искат да използват апарата Advanced Light Source , така че конкуренцията за достъпа до него е много голяма. Иманака и Смит получават едва по един или два слота от време на година, всеки от които е с продължение от осем часа на ден само за пет до 10 дни.
Понякога се работи повече от 48 часа, за да използва максимално времето за работа с dvanced Light Source. Попълването на всички необходими експерименти по проекта им отнема около няколко години. А като цяло това е доста изнервящо като се има впредвид чакащите на опашката.
В началото, апарата само анализира газовете от цилиндъра, но не е констатирал азот-съдържащи органични съединения.Иманака и Смит, мислят, че има нещо нередно в експерименталния настройка, така че променят системата. Но все още не се констатира съдържание на азот.
„Това беше една доста мистерия“, казва Иманака. „Къде е отишъл азота?“Накрая, двамата учени, събират проби от кафяви отлагания по стените на цилиндъра с цел да ги анализират в мас-спектрометъра.
„Тогава, най-накрая намерих азот!“-възкликва с облекчение ИманакаДвамата учени предполагат, че тези именно тези съединения се формират в горните слоеве на атмосферата на Титан и в крайна сметка попадат на повърхността му. След като веднъж достигнат повърхността, те допринасят за една нова среда, в която е благоприятно да се развие на живот.
„Тогава, най-накрая намерих азот!“-възкликва с облекчение ИманакаДвамата учени предполагат, че тези именно тези съединения се формират в горните слоеве на атмосферата на Титан и в крайна сметка попадат на повърхността му. След като веднъж достигнат повърхността, те допринасят за една нова среда, в която е благоприятно да се развие на живот.