Titan, největší Saturnův měsíc, je pravděpodobně neobyvatelný

Astrobiolog zjistil, že Titan nemusí obsahovat dostatek aminokyselin pro vznik života.

Studie západní astrobioložky Katherine Nish ukázala, že pod povrchem Titanu – největšího měsíce – je oceán. Saturn – S největší pravděpodobností jde o neobyvatelné prostředí, což znamená, že jakákoli naděje na nalezení života na ledovém světě je ve vodě mrtvá.

Tento objev znamená, že vesmírní vědci a astronauti pravděpodobně nenajdou život ve vnější sluneční soustavě, kde sídlí čtyři „obří“ planety: JupiterSaturn, Uran A Neptune.

„Bohužel nyní budeme muset být méně optimističtí při hledání mimozemských forem života v naší sluneční soustavě,“ řekl Nish, profesor věd o Zemi. „Vědecká komunita byla velmi nadšená z nalezení života na ledových světech vnější sluneční soustavy a tento výsledek naznačuje, že to může být méně pravděpodobné, než jsme dříve předpokládali.“

Vliv na hledání mimozemského života

Identifikace života ve vnější sluneční soustavě je důležitou oblastí zájmu planetárních vědců, astronomů a vládních vesmírných agentur, jako jsou… NASATo je z velké části způsobeno přesvědčením, že mnohé z ledových měsíců obřích planet obsahují velké podpovrchové oceány kapalné vody. Předpokládá se například, že Titan má pod svým ledovým povrchem oceán, který je více než 12krát větší než pozemské oceány.

Katherine Nish, profesorka věd o Zemi. Kredit: Western Communications

„Život, jak ho známe tady na Zemi, potřebuje vodu jako rozpouštědlo, takže planety a měsíce, které obsahují hodně vody, jsou důležité při hledání mimozemského života,“ řekl Nish, člen Western Institute for Earth and Space Exploration.

Ve studii zveřejněné v časopise AstrobiologiePomocí dat z impaktních kráterů se Nish a její spolupracovníci pokusili určit, kolik organických molekul by mohlo být transportováno z povrchu Titanu bohatého na organické látky do jeho podpovrchového oceánu.

Komety, které se v průběhu jeho historie srazily s Titanem, roztavily ledový povrch Měsíce a vytvořily kaluže kapalné vody, která se mísila s povrchovou organickou hmotou. Výsledná tavenina je hustší než její ledová kůra, takže těžší voda propadá ledem a může se dostat až do podpovrchového oceánu Titanu.

Na základě předpokládaných rychlostí dopadů na povrch Titanu Nisch a její spolupracovníci určili, kolik komet různých velikostí zasáhne Titan každý rok během jeho historie. To umožnilo vědcům předpovědět rychlost proudění vody nesoucí organické materiály pohybující se z povrchu Titanu do jeho nitra.

Nish a jeho tým zjistili, že hmotnost takto přepravované organické hmoty je velmi malá, ne více než 7 500 kg glycinu – nejjednodušší aminokyseliny za rok. kyselýKteré tvoří bílkoviny v životě. To je přibližně stejná hmotnost jako u samce slona afrického. (Všechny biomolekuly, jako je glycin, používají uhlík – prvek – jako páteř své molekulární struktury.)

„Jeden slon ročně glycinu v oceánu, který je 12krát větší než pozemské oceány, nestačí k udržení života,“ řekl Neesh. „V minulosti lidé často předpokládali, že voda se rovná životu, ale zanedbávali skutečnost, že život potřebuje další prvky, zejména uhlík.“

Jiné ledové světy (jako Jupiterovy měsíce Europa a Ganymede a Saturnův měsíc Enceladus) nemají na svém povrchu téměř žádný uhlík a není jasné, kolik z nich lze získat. Titan je na organické látky nejbohatší ledový měsíc ve sluneční soustavě, takže pokud je oceán pod jeho povrchem neobyvatelný, nevěstí to nic dobrého pro další známé ledové světy.

„Tato práce ukazuje, že je velmi obtížné dopravit uhlík na povrchu Titanu do jeho podpovrchového oceánu a je velmi obtížné, aby voda a uhlík potřebný pro život koexistovaly na stejném místě,“ řekl Nisch.

Dragonfly je přistávací kvadrokoptéra, která využije prostředí na Titanu k letu na různá místa, stovky mil od sebe, ke vzorkování materiálů a určování složení povrchu pro zkoumání organické chemie a obyvatelnosti Titanu a ke sledování atmosférických a povrchových podmínek. Topografie pro studium geologických procesů a provádění seismických studií. Kredit: NASA

Let vážky

Navzdory tomuto objevu je o Titanu stále co učit a pro Nish je velkou otázkou, z čeho je vyroben?

Nish je spoluřešitelem projektu NASA Dragonfly, mise kosmické lodi plánované na rok 2028 s cílem poslat robotické letadlo (dron) na povrch Titanu, aby studovalo prebiotickou chemii nebo jak se organické sloučeniny tvořily a samoorganizovaly pro vznik života. Na zemi i mimo ni.

„Je téměř nemožné určit složení povrchu Titanu bohatého na organické látky pozorováním dalekohledem přes jeho atmosféru bohatou na organické látky,“ řekl Nish. „Musíme tam přistát a odebrat vzorky povrchu, abychom určili jeho složení.“

Zatím jen to Mezinárodní vesmírná mise Cassini-Huygens V roce 2005 úspěšně přistála s robotickou sondou na Titanu, aby analyzovala vzorky. Zůstává první kosmickou lodí, která přistála na Titanu, a vůbec nejvzdálenějším přistáním, jaké kdy kosmická loď ze Země provedla.

„I když podpovrchový oceán není obyvatelný, můžeme se hodně naučit o prebiotické chemii na Titanu a Zemi studiem interakcí na povrchu Titanu,“ řekl Nish. „Opravdu bychom rádi věděli, jestli tam dochází k zajímavým interakcím, zvláště když se organické molekuly mísí s kapalnou vodou v důsledku kolizí.“
Když Nish začala se svou závěrečnou studií, měla obavy, že by to negativně ovlivnilo misi Dragonfly, ale ve skutečnosti to vedlo k dalším otázkám.

„Kdyby se veškeré tání po dopadech ponořilo do ledové kůry, neměli bychom vzorky blízko povrchu, kde se mísí voda a organická hmota,“ řekl Nish. „To jsou oblasti, kde může Dragonfly hledat produkty těchto prebiotických reakcí. , aby nás naučil, jak mohly vzniknout.“ Život na různých planetách.

„Výsledky této studie jsou pesimističtější, než jsem si uvědomoval, pokud jde o obyvatelnost povrchového oceánu Titanu, ale také znamenají, že poblíž povrchu Titanu existují zajímavější prebiotická prostředí, která můžeme ochutnat pomocí přístrojů na Dragonfly.“

Odkaz: „Organické vstupy do podpovrchového oceánu Titanu prostřednictvím impaktních kráterů“ od Katherine Nisch, Michael J. Malaska, Christophe Soutine, Rosalie M. C. Lopez, Connor A. Nixon, Antonin Affolder, Audrey Chattin, Charles Cockell, Kendra K. Farnsworth, Peter M. Higgins, Kelly E. Miller a Christa M. Soderlund, 2. února 2024, Astrobiologie.
doi: 10.1089/ast.2023.0055