Zonnestelsel Nieuws

Cyclopropylideen gevonden in de atmosfeer van Titan

Opname van Titan, gemaakt door de Cassini ruimtesonde
Deze compositieopname toont een infrarood beeld van Titan. De blauwe kleuren vertegenwoordigen golflengtes omstreeks 1,3 micrometer, groen is 2,0 micrometer en rood 5,0 micrometer. Zouden we in zichtbaar licht Titan bekijken dan zien we alleen maar de mistige atmosfeer. In het nabije infrarood kon de Cassini ruimtesonde door de atmosfeer kijken en het oppervlak van de maan zichtbaar maken. Het gebeid dat we op deze manier zien bevindt zich op het naar Saturnus toe gerichte halfrond van Titan. Credit: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute.

Astronomen hebben met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) zeer gevoelige spectroscopische waarnemingen gedaan aan de atmosfeer van de maan Titan van Saturnus. Ze troffen er het kleine cyclische molecuul cyclopropylideen (C3H2) in aan.

Voor de onderzoeksgroep was het best wel een verrassing toen ze zich realiseerden dat ze de spectrale handtekening van cyclopropylideen zagen. Het is een klein molecuul waarover je bijvoorbeeld op de middelbare school niets leert. Het is een molecuul dat hier op Aarde niet vrij voorkomt.

Maar om meer te leren over Titan is het vinden van moleculen zoals cyclopropylideen wel belangrijk. Alle kleine beetjes die worden gevonden kunnen helpen om een hele grote puzzel op te lossen.

cyclopropenylideen in de atmosfeer van Titan
Structuurformule van cyclopropenylideen, Public Domain, Link

Cyclopropylideen is al eerder aangetroffen in wolken van gas en stof, zoals bijvoorbeeld in de Taurus Moleculaire Wolk in het sterrenbeeld Stier en ook op andere plaatsen in ons zonnestelsel maar het is voor het eerst dat het molecuul in een atmosfeer wordt aangetroffen. Dat komt omdat het een molecuul is dat gemakkelijk met andere moleculen reageert en waardoor er andere moleculen ontstaan.

De onderzoeksgroep was in staat om de kleine hoeveelheden cyclopropylideen te identificeren omdat ze de bovenste lagen van de atmosfeer van Titan bestudeerden en daarin bevinden zich minder andere gassen die kunnen reageren met het molecuul.

Volgens de onderzoekers is Titan uniek in ons zonnestelsel en is het een schatkamer voor nieuwe moleculen. Astronomen proberen te achterhalen of Titan bewoonbaar is en daarom willen ze de samenstelling van de atmosfeer weten en of dit materiaal voor de ijskorst heen naar een ondergrondse oceaan kan gaan. Men denkt namelijk dat er in een ondergrondse oceaan omstandigheden heersen waarin leven mogelijk is.

De soorten moleculen die astronomen op Titan vinden zouden wel eens dezelfde zijn als die waaruit de bouwstenen voor leven hier op Aarde zijn ontstaan. Ongeveer 3,8 tot 2,5 miljard jaar geleden kwamen er in plaats van zuurstof grote hoeveelheden methaan in onze atmosfeer voor en zouden de omstandigheden op Aarde toen wel eens vergelijkbaar kunnen zijn met het Titan van nu.

Astrobiologen beschouwen Titan als een echt laboratorium waar ze een vergelijkbare chemie kunnen zien als die van de oude Aarde toen het leven hier op gang kwam. Ze willen gaan zoeken naar grotere moleculen dan cyclopropylideen maar ze moeten weten wat er gebeurt in de atmosfeer om de chemische reacties te begrijpen die ertoe leiden dat complexe organische moleculen ontstaan en naar het oppervlak regenen.

Hoewel het niet bekend is dat cyclopropylideen wordt gebruikt in moderne biologische reacties zijn dergelijke moleculen wel belangrijk omdat ze de ruggengraatringen vormen voor de nucleobasen van het DNA. DNA is de complexe chemische structuur die de genetische code van het leven bevat en RNA, een andere kritische samenstelling voor de functies van het leven.

Een artikel met de bevindingen van het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Astronomical Journal.

Artikel: Conor A. Nixon et al. 2020. Detection of Cyclopropenylidene on Titan with ALMA. AJ 160, 205

Eerste publicatie: 2 november 2020
Bron: Sci-News en anderen