Команда исследователей из компании IBM в лабораторных условиях воссоздала атмосферу Титана – крупнейшего спутника Сатурна. Они полагают, что такая же атмосфера была и на Земле несколько миллиардов лет назад, сообщает Astrophysical Journal Letters.
Большинство знаний о Титане были получены благодаря миссии Cassini. Космический аппарат вращался вокруг Сатурна с 2004 по 2017 годы. За это время зонд провел несколько измерений атмосферы Титана. Ученые пришли к выводу, что эта среда во многом похожа на земную. Титан единственный в Солнечной системе (помимо нашей планеты) обладает плотной газовой оболочкой, в которой протекают органические процессы.
«Туман Титана состоит из наночастиц, состоящих из множества крупных и сложных органических молекул. Эти молекулы содержат углерод, водород и азот. Они образуются в каскаде химических реакций, когда ультрафиолетовое и космическое излучение попадает в смесь метана, азота и других газов», – пояснили эксперты.
Ученые считают, что примерно 2,8 миллиарда лет назад атмосфера Земли могла быть такой же, как сейчас на Титане. Этот период относится к мезоархейской эре, когда фотосинтетические цианобактерии создали первые рифовые системы и медленно преобразовали атмосферный углекислый газ Земли в газообразный кислород.
Исследование спутника Сатурна могло бы помочь ученым лучше понять процессы зарождения жизни на ранней Земле. Авторы новой научной работы воссоздали дымку на Титане и смогли пронаблюдать за развитием толинов – органических углеродсодержащих соединений, которые образуются при воздействии солнечных лучей. Эти молекулы распространены во внешней Солнечной системе и обычно встречаются на ледяных телах. На их присутствие указывает красноватый цвет поверхности.
«Мы залили сосуд из нержавеющей стали смесью метана и азота, а затем запустили химические реакции с помощью электрического разряда, тем самым имитируя условия в атмосфере Титана», – объяснили ученые.
Образовавшиеся в сосуде молекулы затем изучили с помощью низкотемпературного атомно-силового микроскопа. Они представляют собой ключевой компонент атмосферы Титана. Ученые смогли проследить за их развитием в различных стадиях и установить их химический состав.
Полученные данные важны не только для понимания различных процессов на Титане, в частности, его гидрологического цикла. Возможно, они помогут ученым «заглянуть» далеко в прошлое нашей планеты. Полученные ими молекулярные структуры оказались способны эффективно поглощать ультрафиолет. Можно предположить, что «туман» защищал ранние молекулы ДНК от космического излучения и тем самым помог дальнейшему развитию жизни.
Ранее сообщалось, что ученые измерили глубину моря на Титане. Этот водоем состоит не из воды, как на Земле, а из метана.