Cette image composite particulière montre une montre infrarouge du satellite céleste de Saturne Titan depuis le vaisseau spatial Cassini de la NASA. Pointage de crédit : NASA
Titan, Saturne la plus grande lune, est vraiment un laboratoire naturel pour analyser les origines associées à la vie. Comme Planet, Titan a une atmosphère épaisse et des cycles météorologiques saisonniers, mais la composition chimique et minéralogique est considérablement différente. Maintenant, des chercheurs terrestres ont recréé les problèmes de la lune dans de petites tasses cylindriques, révélant les propriétés de base de 2 molécules organiques dont on pense qu’elles existent depuis les minéraux sur Ti (symbole).
Les scientifiques présenteront leurs résultats aujourd’hui lors du drop meeting de la United States Chemical Society (ACS). ACS Fall 2021 est une conférence hybride qui se tiendra pratiquement et en personne du 22 au 26 août, et le contenu à la demande sera disponible du 30 août au 30 septembre. La réunion comprend plus de 7 500 présentations sur une grande variété de sujets scientifiques.
“Les substances organiques simples qui sont liquides dans le monde sont généralement des cristaux minéraux solides et glacials sur Titan en raison de ses températures incroyablement basses, jusqu’à -290 F”, explique Tomče Runčevski, Ph. D., le détective principal du projet. “Nous avons découvert que deux des substances susceptibles d’être abondantes sur Titan – l’acétonitrile (ACN) et le propionitrile (PCN) – se présenteraient principalement sous une forme cristalline qui génère des nanosurfaces hautement polaires, qui pourraient servir de modèles pour l’auto-assemblage de d’autres substances de curiosité prébiotique. ”
Image optique de Titan prise par le vaisseau spatial Cassini de la NASA. Pointage de crédit : NASA/JPL-Caltech/Space Science Start
La majorité de ce que nous savons aujourd’hui sur cette planète glacée, c’est grâce aux années 1997-2017 Cassini -Objectif Huygens vers Saturne et ce sont les lunes. À partir de cette mission, les scientifiques comprennent que Titan est un endroit convaincant pour étudier exactement comment la vie est née. Comme la Terre, Titan comprend une atmosphère dense, mais elle est principalement composée d’azote, avec une touche associée au méthane. C’est le corps que l’on vient de connaître dans l’espace, autre que la planète, où la preuve claire de bassins stables associés au liquide de surface continue d’être trouvée. Alimenté par l’énergie du soleil, le champ magnétique de Saturne et les rayons cosmiques, chaque azote et méthane réagissent sur Ti (symbole) pour produire des substances organiques de différentes tailles et complexités. L’ACN plus le PCN sont considérés comme présents dans la brume jaune caractéristique de la lune sous forme d’aérosols, et ils pleuvent également sur la zone, se déposant sous forme de gros morceaux de nutriments.
Les qualités de ces molécules sur la planète sont bien connues, cependant les caractéristiques dans des conditions de type Titan n’ont pas encore été étudiées jusqu’à présent. « En laboratoire, nous avons tous recréé des conditions sur Titan dans de petits cylindres de verre », explique Runčevski. « En règle générale, nous introduisons de l’eau potable, qui gèle directement dans la glace lorsque nous diminuons la température afin de simuler l’atmosphère de Ti (symbole). Nous mieux cela avec l’éthane, qui devient une eau, imitant les lacs d’hydrocarbures trouvés par Cassini-Huygens. L’azote est ajouté au cylindre particulier, et ACN et PCN sont généralement introduits pour reproduire la chute de pluie atmosphérique. Les chercheurs ont ensuite augmenté et réduit quelque peu les températures pour imiter les variations de température particulières au sommet de la lune.
Les cristaux qui se formeront ont été examinés à l’aide d’instruments synchrotron et de diffraction neutronique, d’expériences spectroscopiques et de mesures calorimétriques. Le travail, soutenu par des calculs et des simulations, comprenait l’équipe de Runčevski via le Southern Methodist College, ainsi que des scientifiques via Argonne National Lab, la National Company of Standards plus Technology, et Collège de New York .
“Nos recherches ont révélé beaucoup de choses sur les structures associées aux glaces planétaires qui étaient auparavant inconnues”, a déclaré Runčevski. « Par exemple, nous avons découvert qu’un type cristallin de PCN ne s’élargit pas uniformément dans les trois dimensions. Ti (symbole) subit des hauts et des bas de température, et si l’expansion thermique de l’acide urique n’est pas uniforme partout, cela peut provoquer la fissuration de la surface de la lune. « Ce genre de connaissance détaillée de ces types de minéraux pourrait aider l’équipe particulière à mieux déterminer à quoi ressemble la surface du Ti (symbole).
Runčevski prépare actuellement des dépôts de mélanges ACN, PCN et ACN plus PCN pour obtenir des spectres détaillés. « Les scientifiques pourront alors évaluer ces spectres connus à la collection spectrale collectée par Cassini-Huygens et attribuer des bandes mystérieuses », admet-il. Les études peuvent aider à confirmer la composition nutritive du Ti (symbole) et fourniront probablement des informations aux scientifiques travaillant sur un prochain Nasa mission pour Titan, lancement d’ici 2027.
Les chercheurs en particulier reconnaissent l’aide et le financement de la Welch Foundation et de la NASA.
