Eine entscheidende Zutat für das Leben auf dem größten Saturnmond

Wissenschaftler haben die Existenz eines Moleküls bestätigt, das möglicherweise zellähnliche Membranen auf Titan bilden könnte.

Titan, der größte Mond des Saturn, hat eine dichte Atmosphäre voller organischer Verbindungen.(NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Als Voyager 1 1980 am Saturn und seinen Monden vorbeiflog, fand sie eine dichte, orange-braune Atmosphäre um Titan, den größten Mond der Gruppe, vor. Die bildgebenden Instrumente der Raumsonde konnten die Atmosphäre nicht durchdringen, aber ihre Spektrometer entdeckten a Vielzahl von Molekülen die auch auf der Erde vorkommen: meist Stickstoff, aber auch Spuren von Wasserstoff, sowie komplexe organische Verbindungen wie Ethan, Propan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und viele andere. Die Huygens-Sonde fand später auf Titan Seen mit flüssigem Methan im Jahr 2005 und schließlich die Raumsonde Cassini erweiterte die Liste Dazu gehören Propylen, eine Chemikalie, die in Haushaltskunststoffen auf der Erde verwendet wird, und Blausäure, eine extrem giftige Verbindung.

Titan, kurz gesagt, ist eine unglaublich reiche Welt der organischen Chemie – und die Liste wächst noch. NASA-Wissenschaftler berichten, dass sie ein Molekül in der Mondatmosphäre entdeckt haben, das möglicherweise zellähnliche Membranen bilden könnte neue Forschung veröffentlicht Freitag in Wissenschaftliche Fortschritte .

Mit Daten von ALMA, einem Netzwerk von Radioteleskopen im Norden Chiles, fanden die Wissenschaftler Vinylcyanid, eine Kohlenwasserstoffverbindung, in erheblichen Mengen in der dichten Atmosphäre. Der Nachweis bestätigt frühere Messungen von Cassini, die nur Hinweise auf das Molekül fanden.

Zellmembranen, wie wir sie auf der Erde kennen – dünne, flexible Schichten aus Fettmolekülen, den sogenannten Lipiden – könnten auf Titan nicht überleben. Titans Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff und nur Spuren von Sauerstoff, die tatsächlich von den eisigen Partikeln stammen, die von seinem Nachbarn Enceladus ausgestoßen werden. Die flüssigen Seen und Meere von Titan bestehen aus Methan und Ethan, und seine Oberflächentemperatur bewegt sich um -290 Grad Fahrenheit.

Aber Vinylcyanid hat bestimmte Eigenschaften, die es ihm ermöglichen, zellähnliche Membranen zu bilden, vielleicht sogar in der Umgebung von Titan. Laborsimulationen der Bedingungen in Titans Seen zeigen, dass Vinylcyanid im Vergleich zu anderen organischen Molekülen die stabilsten Membranen bilden würde.

Die NASA-Wissenschaftler sagen, dass Dunstpartikel in der oberen Atmosphäre von Titan Vinylcyanid an die Oberfläche transportieren könnten, wo es mit Methan und Ethan in Gewässern interagieren könnte. Aus diesen Reaktionen könnten Zellmembranen entstehen, der Schlüsselbestandteil für die Entstehung von Leben – oder zumindest eine Petrischale, in der sich Leben bilden kann.

Zellmembranen schaffen einen geschlossenen Raum, in dem Reaktionen leichter und häufiger ablaufen können als in einer großen Umgebung ohne klare Grenzen. Carl Sagan einmal namens Titan ein Labor für präbiologische organische Chemie. Das Vorhandensein zellähnlicher Membranen würde unendlich viele winzige Labors schaffen. Die NASA-Wissenschaftler sagen, dass ihre Schätzungen von Vinylcyanid in der Atmosphäre von Titan darauf hindeuten, dass in Ligeia Mare, dem zweitgrößten Flüssigkeitskörper des Mondes, möglicherweise genügend Moleküle gelöst sind, um bis zu 10 Millionen Membranen pro Kubikzentimeter aufzubauen.

Die Atmosphärenchemie von Titan ähnelt der einer frühen Erde, was den Mond zu einem spannenden Ziel für die Astrobiologie macht. Es serviert eine Suppe, die mit einigen der Zutaten gefüllt ist, die notwendig sind, um das Leben zu entfachen, wie Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff. Sie sind grundlegend für das Leben, wie wir es kennen, sagt Sarah Hörst, Planetenwissenschaftlerin an der Johns Hopkins University, die Titan studiert. Sie können grundlegend für das Leben sein, wie wir nicht wissen es, wenn auch nur, weil sie die am häufigsten vorkommenden Elemente im Universum sind.

Um die Rolle von Vinylcyanid auf Titan weiter zu untersuchen, müssen die Wissenschaftler weitere Laborsimulationen durchführen, die Membranbildung in methanreichen Umgebungen untersuchen und Cassini-Daten durchkämmen, bis die Raumsonde ihre Mission beendet und diesen Herbst in der Saturnatmosphäre verglüht. Vorerst dient seine Entdeckung als Erinnerung an die komplizierte Atmosphäre des Mondes – und auch an die seltene Existenz der Atmosphäre selbst. Titan ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer wolkigen, planetenähnlichen Atmosphäre, in der Methanwolken Methanregen freisetzen, der Methanseen speist, ähnlich dem Wasserkreislauf auf der Erde.

Ich vermute, dass einige Leute in der Community wie ein weiteres organisches Molekül in Titans Atmosphäre sein werden – Überraschung, Überraschung, sagte Hörst. Was die Leute wirklich nicht verstehen, ist, dass diese Chemie einzigartig kompliziert ist. Es gibt wirklich keine anderen Orte im Sonnensystem, an denen die Atmosphäre eine so komplexe Chemie durchführt.