Saturni suurima kuu Titani kohta tehtud värsked avastused seavad kahtluse alla kaua kehtinud keemilised dogmad. Rootsis asuva Chalmersi Tehnikaülikooli teadlased märkasid koostöös NASAga nähtust, mida peeti seni võimatuks.
Keemia, mis eirab tavapäraseid reegleid
On selgunud, et selles jäises maailmas toimuvad keemilised koostoimed, mis lähevad täielikku vastuollu traditsioonilise põhimõttega „sarnane lahustub sarnases“.
Tavaliselt polaarsed ja mittepolaarsed ained ei segune. Kuid Titani tüüpilistes tingimustes – umbes –180 °C juures – moodustab vesiniktsüaniid koos metaani ja etaaniga stabiilseid kristalle.
Selliseid struktuure nimetatakse kokristallideks ning need näitavad, et piisavalt ekstreemsetes tingimustes võivad tekkida ootamatud keemilised ühendid. NASA Jet Propulsion Laboratory meeskond viis läbi eksperimente, mis matkivad Titani keskkonda, segades omavahel just neid aineid.
Uued kristallid, samad molekulid
Spektroskoopiline analüüs paljastas täiesti uued kristallsed vormid, kuigi molekulid ise jäid muutumatuks. Samal ajal kasutasid Rootsi teadlased tuhandeid arvutimudeleid, et uurida, kuidas need molekulid saavad tahkes olekus omavahel põimuda.
Tulemused näitasid, et süsivesinikud tungivad vesiniktsüaniidi kristallvõresse, moodustades stabiilseid kokristalle. Teoreetilised mudelid vastasid täpselt laboris mõõdetud valgusspektritele, mis teeb täheldatud nähtuse ehtsuse veelgi usutavamaks.
Mida see räägib Titani arengust?
See avastus võib oluliselt muuta meie arusaama Titani geoloogilisest arengust. Kuu pinnal leidub keerukas süsteem süsivesinike järvedest, jõgedest ja meredest, samuti liivaluited ja mitmekesine pinnavormistus.
On teada, et vesiniktsüaniid võib atmosfääris kristalluda ja koos vihmaga pinnale langeda. Seni polnud selge, mis nendest kristallidest edasi saab, kuid nüüd oletatakse, et need võivad olla oluline tegur pinnavormide kujunemisel.
Võimalik seos keemia ja elu alguse vahel
Teadlaste hinnangul ei mõjuta nende ainete koostoime üksnes Titani reljeefi, vaid ka selle keemilist arengut. Vesiniktsüaniid on keskne ühend orgaaniliste molekulide – näiteks aminohapete ja nukleotiidide – tekkes, mis omakorda võisid olla elu esimesed eellased.
Tagajärjed astrobioloogiale
See tähendab, et avastus võib omada suurt tähtsust ka astrobioloogias. Titani keskkonda võrreldakse tihti noore Maaga: seal on rohkesti orgaanilisi ühendeid, leidub vedelaid süsivesinikke ning tingimused meenutavad planeedi varast arenguetappi enne elu teket.
Seetõttu peetakse Titanit üheks lootustandvamaks taevakehaks võimalike elujälgede otsingul. 2028. aastaks kavandatud NASA missioon „Dragonfly“ peaks Titanile maanduma 2034. aastal. See saab olema esimene nii mastaapne missioon, kus droon kogub andmeid pinna, atmosfääri ja keemiliste protsesside kohta, otsides prebiootilisi ühendeid või koguni elu märke.
Värsked teadmised polaarsete ja mittepolaarsed ainete koostoimetest aitavad kavandada selle missiooni eksperimente.
Laiaulatuslik mõju kogu universumi mõistmisele
Kuna vesiniktsüaniidi leidub mitte ainult Titanil, vaid ka teistel planeetidel, komeetidel ning tähtedevahelises tolmus, võivad need avastused avada ukse uuele arusaamale universumi keemilistest protsessidest.
Titan – külm, kuid võimalike elu-eelsete tingimuste poolest paljulubav maailm – võib osutuda võtmetükiks vastuses küsimusele, kus ja kuidas võisid universumis sündida esimesed elu sammud.
