Saturns größter Mond Titan ist ein wahrhaft faszinierender Ort. Abgesehen von der Erde ist es der einzige Ort im Sonnensystem, an dem Niederschlag tritt auf und es findet ein aktiver Austausch zwischen Flüssigkeiten an der Oberfläche und Nebel in der Atmosphäre statt – wenn auch mit Methan statt Wasser . Sein atmosphärischer Druck ist auch mit dem der Erde vergleichbar, und er ist der einzige andere Körper im Sonnensystem, der eine dichte stickstoffreiche Atmosphäre hat.
Seit einiger Zeit spekulieren Astronomen und Planetenwissenschaftler, dass Titan möglicherweise auch die für das Leben notwendigen präbiotischen Bedingungen besitzt. Andere wiederum haben argumentiert, dass das Fehlen von Wasser auf der Oberfläche die Möglichkeit der Existenz von Leben dort ausschließt. Aber laut einer kürzlich von einem Forschungsteam der Cornell University erstellten Studie könnten die Bedingungen auf der Oberfläche von Titan die Bildung von Leben ohne Wasser unterstützen.
Bei der Suche nach Leben jenseits der Erde konzentrieren sich Wissenschaftler auf Ziele, die die notwendigen Zutaten für das Leben, wie wir es kennen, besitzen – also Wärme, eine lebensfähige Atmosphäre und Wasser. Dies ist im Wesentlichen der Ansatz der „niedrig hängenden Früchte“, bei dem wir nach Bedingungen suchen, die denen hier auf der Erde ähneln. Titan – das sehr kalt ist, ziemlich weit von unserer Sonne entfernt ist und eine dicke, dunstige Atmosphäre hat – scheint angesichts dieser Kriterien kein brauchbarer Kandidat zu sein.
Diagramm der inneren Struktur von Titan nach dem vollständig differenzierten Modell des dichten Ozeans. Bildnachweis: Wikipedia Commons/Kelvinsong
Laut dem Cornell-Forschungsteam – das von Dr. Martin Rahm geleitet wird – bietet Titan jedoch die Möglichkeit zu sehen, wie Leben unter anderen Bedingungen entstehen könnte, die viel kälter als die Erde sind und kein Wasser beinhalten.
Ihre Studie – betitelt „ Polymorphismus und elektronische Struktur von Polyimin und seine potenzielle Bedeutung für die präbiotische Chemie auf Titan “ – erschien kürzlich in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Darin untersuchten Rahm und seine Kollegen die Rolle, die Blausäure, von der angenommen wird, dass sie für die Entstehung der Lebensfrage von zentraler Bedeutung ist, in der Atmosphäre des Titans spielen kann.
Frühere Experimente haben gezeigt, dass Blausäure (HCN)-Moleküle sich zu Polyimin verbinden können, einem Polymer, das als Vorläufer für Aminosäuren und Nukleinsäuren (die Grundlage für Proteinzellen und DNA) dienen kann. Frühere Untersuchungen haben auch gezeigt, dass Blausäure das am häufigsten vorkommende wasserstoffhaltige Molekül in der Titanatmosphäre ist.
Wie Professor Lunine – der David C. Duncan Professor für Physikalische Wissenschaften und Direktor des Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science und Co-Autor der Studie – Universe Today per E-Mail sagte: „Organische Moleküle, flüssige Seen und Meere (aber von Methan, nicht Wasser) und ein Teil der Sonnenenergie erreicht die Oberfläche. Dies deutet also auf die Möglichkeit einer Umgebung hin, die eine exotische Lebensform beherbergen könnte.“
Die dichte, dunstige Atmosphäre des Titans kann Hinweise auf die Möglichkeit lebensspendender Bedingungen auf seiner Oberfläche verbergen. Bildnachweis: NASA/JPL/SSI/J. Haupt
Mit quantenmechanischen Berechnungen zeigte das Cornell-Team, dass Polyimin elektronische und strukturelle Eigenschaften besitzt, die die präbiotische Chemie unter sehr kalten Bedingungen erleichtern könnten. Diese beinhalten die Fähigkeit, ein breites Lichtspektrum zu absorbieren, das in einem Fenster relativer Transparenz in der Atmosphäre von Titan vorhergesagt wird.
Ein anderer ist die Tatsache, dass Polyimin ein flexibles Rückgrat hat und daher viele verschiedene Strukturen (auch bekannt als Polymorphe) annehmen kann. Diese reichen von flachen Blechen bis hin zu komplexen gewickelten Strukturen, die energetisch relativ nahe beieinander liegen. Einige dieser Strukturen könnten laut dem Team daran arbeiten, präbiotische chemische Reaktionen zu beschleunigen oder sogar Strukturen zu bilden, die als Wirte für sie fungieren könnten.
„Polyimin kann Schichten bilden“, sagte Lunine, „die wie Tone als katalytische Oberfläche für präbiotische Reaktionen dienen könnten. Wir stellen auch fest, dass das Polyimin Sonnenlicht absorbiert, wo die Atmosphäre von Titan ziemlich transparent ist, was dazu beitragen könnte, Reaktionen anzuregen.“
Kurz gesagt, das Vorhandensein von Polyimin könnte bedeuten, dass die Oberfläche des Titans die Energie erhält, die sie benötigt, um photochemische Reaktionen anzutreiben, die für die Schaffung von organischem Leben erforderlich sind, und dass es sogar bei der Entwicklung dieses Lebens helfen könnte. Aber natürlich wurden keine Beweise dafür gefunden, dass auf der Oberfläche von Titan Polyimin produziert wurde, was bedeutet, dass diese Forschungsergebnisse zu diesem Zeitpunkt noch akademisch sind.
Zu den geplanten Missionen auf Titan gehörten (von links nach rechts) die TALISE (Titan Lake In-situ Sampling Propelled Explorer) und die Titan Mare Explorer der NASA. Bildnachweis: bisbos.com
Lunine und sein Team weisen jedoch darauf hin, dass Blausäure möglicherweise zur Bildung von Polyimin auf Titan geführt hat und dass es aufgrund der trüben Atmosphäre des Titans möglicherweise einfach der Entdeckung entgangen ist. Sie fügten hinzu, dass zukünftige Missionen zum Titan möglicherweise in der Lage sein könnten, nach Anzeichen des Polymers zu suchen, als Teil der laufenden Forschungen zur Möglichkeit, dass in anderen Teilen des Sonnensystems exotisches Leben auftaucht.
„Wir bräuchten eine fortschrittliche Nutzlast auf der Oberfläche, um Polyimine zu untersuchen und nach ihnen zu suchen“, antwortete Lunine, „oder möglicherweise durch ein Spektrometer der nächsten Generation aus der Umlaufbahn. Beide sind „jenseits von Cassini“, also die nächste Generation von Missionen.
Wenn Juno in zwei Jahren mit der Vermessung der Jupiteratmosphäre fertig ist, könnte die NASA vielleicht erwägen, sie für einen Vorbeiflug von Titan neu zu beauftragen? Schließlich wurde Juno speziell entwickelt, um unter einen Schleier dicker Wolken zu blicken. Sie kommen nicht viel dicker als auf Titan!
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