Hvor skal man se efter livet på Titan

Saturns største måne Titan set af Cassini-rumfartøjet. Denne verdens flydende methan- og etanfloder, søer og have understøtter muligvis en slags liv, og forskere mener nu, at de kender de bedste steder at se ud. Billede via NASA / JPL-Caltech.

NASAs Cassini-rumfartøj og ESAs Huygens-lander viste, at Saturns store måne Titan efterligner Jorden på mange måder. Men Titan viser forskellige former for kemi i et langt koldere miljø. I betragtning af lighederne opstår spørgsmålet om liv uundgåeligt: ​​kunne Titan understøtte en form for simpelt liv? I betragtning af forskellene overvejer forskere de bedste steder at se efter Titan-livet. I slutningen af ​​juli 2018 antyder en ny undersøgelse, der blev offentliggjort i det peer-reviewede tidsskrift Astrobiology og rapporteret om i Astrobiology Magazine, de bedste steder på Titan at se efter bevis på liv.

Titan er et geologisk vidunderland for planetariske forskere. Det har floder, søer og have af faktisk væske - ikke vand, men kulbrinter metan og etan - og det har bjergkæder, mulige isvulkaner (aka cryovolcanoes) og store kulbrinterdyner. Der er også bevis for et hav under vand, svarende til dem, der antages at ligge under overfladen af ​​Jupiters måne Europa og Saturns måne Enceladus.

Måske overraskende antydede forskerteamet, ledet af Catherine Neish, en planetarisk videnskabsmand, der har specialiseret sig i påvirkningskratering ved University of Western Ontario, at de bedste placeringer til at se efter livet på Titan ikke ville være søer eller have. I stedet viser det nye arbejde, at et bedre sted at se ud ville være inden for slagkratere og kryovolkaner på Titan.

Forskerne begrunder, at disse områder er, hvor vandis i Titans skorpe midlertidigt kunne smelte til en væske. Vand er stadig det eneste opløsningsmiddel, der er kendt for at være i stand til at støtte liv, som vi kender det.

Et stort, ret ung krater på Titan, cirka 40 mil (40 km) i diameter. Sådanne kratere kunne midlertidigt smelte frossent vand i skorpen, hvilket giver et miljø til dannelse af præbiotiske eller biotiske molekyler. Billede via NASA / JPL-Caltech.

Forskellige undersøgelser har antydet, at flydende metan og etan kan understøtte livet. Men Saturns måne Titan - nogle ni gange længere fra solen end Jorden - er meget kold, med overfladetemperaturer, der svæver rundt 300 grader Fahrenheit ( 179 grader Celsius). Metan og ethan forbliver flydende ved Titans overfladetemperatur, men det er for koldt der til biokemiske processer, i det mindste så vidt vi ved (selvom det også er et spørgsmål om debat).

Titans overflade er også dækket med tholiner, der er store, komplekse organiske molekyler produceret, når gasser udsættes for kosmisk stråling. Når blandet med flydende vand, kan tholiner fremstille aminosyrer, som i det væsentlige er livets byggesten. Ifølge forsker Morgan Cable ved NASA s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien:

Når vi blander tholiner med flydende vand, fremstiller vi aminosyrer virkelig hurtigt. Så ethvert sted, hvor der er flydende vand på Titan s overflade eller i nærheden af ​​dens overflade, kunne generere forstadierne til livet biomolekyler det ville være vigtigt for livet, som vi kender det, og at s virkelig spændende.

Temperaturerne på Titans overflade er for kolde til flydende vand, så hvor kunne det findes? Svaret er Titans kratere og kryovolkaner. Processerne, der er involveret i begge disse geologiske træk, kan smelte vandis til væske, selvom kun midlertidigt.

Men det kan være nok til at danne mere komplekse organiske molekyler som aminosyrer.

Sotra Facula er en mulig kryovolkan på Titan, en af ​​de få kendte kandidater. Billede via NASA / JPL Caltech / USGS / University of Arizona.

En anden udsigt over Sotra Facula. Dette billede er bygget fra radartopografi med infrarøde farver lagt ovenpå. Billede via NASA / JPL Caltech / USGS / University of Arizona.

Mellem kratere og kryovolkaner ser det ud til, at kratere ville være det mest ideelle sted for præ-biotisk eller biotisk kemi at forekomme. Som Neish forklarede:

Kratere fremkom virkelig som den klare vinder af tre hovedårsager. Den ene er, at vi er temmelig sikre på, at der er kratere på Titan. Kratering er en meget almindelig geologisk proces, og vi ser cirkulære træk, der næsten helt sikkert er kratere på overfladen.

Neish bemærkede også, at kratere ville producere mere flydende vandsmeltning end en kryovolkan, så ethvert vand ville forblive flydende i en længere periode. Hun tilføjede også:

Det sidste punkt er, at slagkratere skal producere vand, der har en højere temperatur end en kryovolkan.

Varmere vand giver mulighed for hurtigere kemiske reaktionshastigheder, hvilket ville hjælpe med at skabe prebiotiske eller endda biotiske molekyler. De største kendte kratere på Titan er Sinlap (112 miles / 112 kms i diameter), Selk (56 miles / 90 kms) og Menrva (244 miles / 392 kms). Disse ville være de primære placeringer for at se efter biomolekyler.

David Grinspoon ved Planetary Science Institute er imidlertid ikke overbevist endnu. Han kommenterede:

Vi ved ikke, hvor vi skal søge, selv med resultater som dette. Jeg ville ikke bruge det til at guide vores næste mission til Titan. Det er for tidligt.

Titan er kendt for sine søer og have med flydende methan / ethan, såsom Ligiea Mare, der er vist her. Billede via NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell.

Så hvad med kryovolkaner? De er faktisk ikke blevet bekræftet endnu, at de findes på Titan, og hvis de gør det, er de mere sjældne end kratere (selvom kratere også er relativt sjældne på Titan). Den mest sandsynlige funktion for at være en kryovolkan er et bjerg med en caldera på toppen kaldet Sotra Facula. Bortset fra det ser de ud til at være få og langt imellem. Som Neish sagde:

Cryovolcanism er den sværere ting at gøre, og der er meget lidt bevis for det på Titan.

Diagram, der illustrerer, hvordan biosignaturer også kunne transporteres fra havbunden til overfladen af ​​Titan. Billede via Athanasios Karagiotas / Theoni Shalamberidze.

Der er selvfølgelig også et muligt hav under vand på Titan, men hvis det findes, er det dybt under månens overflade og utilgængeligt for robotprober i den nærmeste fremtid. For nu kan vi kun forestille os, hvad der kan være i den fremmede afgrund.

Methan / ethan-søerne og havene bør stadig også undersøges; de er de eneste andre kendte væskelegemer på overfladen af ​​en anden måne eller planet i solsystemet. Metanbaseret liv kunne teoretisk eksistere i sådanne miljøer, så det ville naturligvis være en god ide at se i det mindste ud.

Nederste linje: Titan er en verden, der på nogle måder er uhyggeligt svarende til Jorden, men alligevel unikt fremmed. Om det understøtter nogen form for liv er stadig et stort spørgsmål, men forskere mener nu, at de kender de bedste steder at søge efter det.

Kilde: Strategier til påvisning af biologiske molekyler på titan

Via Astrobiology Magazine