Gdzie poszukiwać oznak życia na Tytanie?

Najnowsze wyniki badań naukowych opublikowane w periodyku Astrobiology wskazują, że duże kratery są najlepszym miejscem do poszukiwań składników, z których mogło rozwinąć się życie na Tytanie, największym księżycu Saturna.

Pokryty lodem Tytan pokryty jest związkami organicznymi, jeziorami ciekłego metanu i otoczony jest gęstą, mglistą atmosferą azotu i metanu. To wszystko aż prosi się o zadanie pytania: dlaczego nie ma żadnego życia na tym zaskakująco podobnym do Ziemi globie. Być może to temperatura wynosząca -179 stopni Celsjusza hamuje wszelkie reakcje biochemiczne. Czy jest zatem jakiekolwiek miejsce na Tytanie, gdzie możemy mieć nadzieję na odkrycie na przykład aminokwasów?

Wykorzystując zdjęcia i dane z sondy Cassini oraz próbnika Huygens, naukowcy pracujący pod kierownictwem dr Catherine Neish, planetolożki z University of Western Ontario specjalizującej się w kraterach impaktowych, rozpoczęli poszukiwania najlepszych miejsc do poszukiwania związków biologicznych na powierzchni Tytana. Życie, takie jakie znamy, opiera się na związkach węgla i wykorzystuje wodę jako rozpuszczalnik. Powierzchnia Tytana jest bogata w związki węgla (węglowodory), o których wiemy, że tworzą aminokwasy, budulec białek niezbędnych do życia, wystawione na działanie wody w stanie ciekłym.

Tu właśnie leży problem: Tytan jest dużo za zimny, aby na jego powierzchni mogła występować woda w stanie ciekłym. Niemniej jednak jest nadzieja.

Pomiary radarowe wykonane za pomocą sondy Cassini, która krążyła wokół Saturna przez 13 lat, pozwoliły przeniknąć optycznie gęstą i nieprzejrzystą atmosferę Tytana, odsłaniając przed nami powierzchnię tego enigmatycznego globu. Nie spodziewaliśmy się tego co ujrzeliśmy – Tytan jest aktywny. Radar zainstalowany na Cassini odsłonił przed nami jeziora, wydmy, góry, doliny rzeczne i niewiele kraterów, co wskazuje, że na powierzchni Tytana zachodzą procesy wypełniania lub erozji starszych kraterów. Odkrycie globu podobnego do Ziemi w odległości dziewięciokrotnie większej od Słońca było czymś monumentalnym.

W środowisku tak podobnym do ziemskiego, gdzie byłoby najlepiej szukać śladów życia? Choć metanowe jeziora mogłyby wydawać się oczywistym wyborem, Neish wraz ze współpracownikami odkryła, że kratery oraz kriowulkany mogą być najciekawszymi miejscami. Proces powstawania obu tych formacji daje nadzieję na to, że kiedyś mogło w nich dochodzić do stopienia lodowej skorupy Tytana w ciekłą wodę, co jest niezbędnym krokiem do powstania złożonych biomolekuł.

Dr Morgan Cable, technolog z Jet Propulsion Laboratory jest ekspertem od tolinów (związków organicznych powstałych wskutek działania na proste mieszaniny gazu promieniowania kosmicznego). „Kiedy zmieszamy toliny z wodą w stanie ciekłym, szybko otrzymamy aminokwasy. Zatem każde miejsce gdzie jest ciekła woda na powierzchni Tytana lub blisko tej powierzchni, może być miejscem powstawania prekursorów życia – biomolekuł – które byłyby niezwykle istotne dla życia takiego jakie znamy” mówi Cable.

To na co w takim razie postawić: na kratery czy na kriowulkany? Według Neish jednoznaczną odpowiedzią są kratery, pomimo tego, że nie ma ich tak wiele na Tytanie jak na naszym Księżycu.

„Kratery wyraźnie zwyciężyły z trzech powodów” mówi Neish reporterom Astrobiology Magazine. „Po pierwsze, jesteśmy pewni obecności kraterów na Tytanie. Powstawanie kraterów jest bardzo powszechnym procesem geologicznym i obserwujemy mnóstwo okrągłych struktur na powierzchni, które prawie na pewno są kraterami” mówi Neish.

Puls Kosmosu istnieje tylko dzięki swoim Patronom.

Aktualnie zaledwie 54 osoby odpowiadają za to, że tysiące codziennie mogą czytać co nowego dzieje się w świecie astronomii, astrofizyki i kosmologii.

Jeżeli podoba Ci się to co tutaj robię – wspieraj naszą działalność już od 5 PLN miesięcznie, aby Puls Kosmosu mógł pozostać medium dostępnym dla wszystkich, a nie tylko dla subskrybentów.

Twoje wsparcie naprawdę dużo znaczy.

„Po drugie, kratery prawdopodobnie mogły topić znacznie więcej wody niż kriowulkany, a to oznacza, że owa woda dłużej by zamarzała, a to znaczy, że woda w stanie ciekłym byłaby  w nich obecna nieco dłużej” mówi Neish zaznaczając, że woda w stanie ciekłym jest kluczowa do rozpoczęcia złożonych reakcji chemicznych.

„Po trzecie, kratery impaktowe powinny prowadzić do osiągnięcia przez stopioną wodę wyższej temperatury niż kriowulkany” mówi Neish. Gorętsza woda oznacza szybsze tempo reakcji chemicznych, które mogłyby prowadzić do powstania związków biologicznych.

„W takim środowisku woda mogłaby pozostawać ciekła przez tysiące lat lub nawet dłużej” mówi Cable.

Kriowulkany nie są takie gorące. „Gdy dochodzi do erupcji kriowulkany, zazwyczaj dzieje się to tuż przy temperaturze topnienia lodu. Uważamy zatem, że jakakolwiek „lawa” na Tytanie byłaby pełna amoniaku, który obniża temperaturę zamarzania, zatem byłaby ona niezwykle zimna” mówi Neish.

Ostatnim gwoździem do trumny tych lodowych wulkanów jest fakt, że kriowulkanizm jest dużo rzadszym i przejściowym procesem. Wyobraź sobie lód, który ma niższą gęstość od wody, unoszący się w szklance wody. „Wypchnięcie wody spod lodu na jego powierzchnie jest niezwykle trudne, gdy mamy do czynienia z taką różnicą gęstości. Kriowulkanizm jest znacznie bardziej wymagający, a na powierzchni Tytana mamy bardzo mało dowodów na tego typu aktywność”.

W rzeczy samej, kriowulkanizm może nawet nie istnieć na Tytanie. „Sotra Facula (górzysta struktura na Tytanie, która wydaje się mieć przypominającą kalderę depresję) jest prawdopodobnie najlepszym i jedynym przykładem kriowulkanu na Tytanie, a więc ten proces jest znacznie rzadszy, jeżeli w ogóle tam istnieje”.

Kratery Sinlap (112 km średnicy), Selk (90 km) oraz Menrva (392 km), które są największymi świeżymi kraterami na Tytanie, są najlepszymi miejscami do poszukiwań kiedy już będziemy mieli zdolność poszukiwania biomolekuł na Tytanie. Do tego niezbędna jest sonda, która wylądowałaby na Tytania i wykonała pomiary na miejscu. Jednak czy to właśnie te miejsca powinny być celami następnej misji do Tytana? Nie wszyscy są przekonani.

„Nawet z takimi wynikami, wciąż nie wiemy gdzie szukać” mówi dr David Grinspoon z Planetary Science Institute. „Nie wykorzystałbym tych wyników do określenia celów dla kolejnej misji do Tytana. Jeszcze nie teraz”.

Zamiast tego Grinspoon chciałby przeanalizować więcej miejsc na Tytanie. „Ponieważ tak mało wiemy o tym globie, rozsądniejszym byłoby najpierw scharakteryzować większą paletę miejsc na Tytanie, a dopiero potem wysłać misję w jakieś konkretne miejsce” dodaje.

Niemniej jednak, choć Tytan jest fascynujący, poszukiwanie składników życia na tym mroźnym globie musi się gdzieś zacząć, a wyniki najnowszych badań dają nam nie jedno,  a trzy potencjalne miejsca, w których moglibyśmy zacząć swoje poszukiwania.

Źródło: Astrobiology Magazine