Titan ist eine ferne, exotische und gefährliche Welt. Die eisigen Temperaturen und die Kohlenwasserstoffchemie sind mit nichts anderem im Sonnensystem vergleichbar. Jetzt, da die NASA dorthin unterwegs ist, erhalten einige Forscher einen Sprung in die Mission, indem sie die Chemie von Titan in Gläsern nachbilden.
Im Juni kündigte die NASA ihre Dragonfly-Mission bei Titan an. Dragonfly ist ein Quad-Copter (oder Octocopter, je nachdem, wie Sie es betrachten), der 2026 gestartet wird und 2034 den größten Saturnmond erreicht. Das übergeordnete Ziel von Dragonfly ist die Suche nach den Bausteinen des Lebens. Titan wird als Analogon zur sehr frühen Erde angesehen, vor allem, weil es eine dicke Atmosphäre und Flüssigkeiten auf der Oberfläche hat. Titan kann auch einen unterirdischen Ozean haben. Wissenschaftler glauben, dass das Studium der dortigen Chemie Aufschluss über das Erscheinungsbild des Lebens auf der Erde geben könnte.
Um zu sehen, was sie über ein mögliches Leben auf dem kalten Mond des Saturn lernen können, wollten Forscher der Southern Methodist University die chemischen, atmosphärischen und Oberflächeneigenschaften von Titan nachbilden, um zu sehen, ob sie zum Leben führen können. Das Projekt wird vom SMU-Assistenzprofessor für Chemie Tom Runcevski geleitet. Es wird von der Welch Foundation finanziert, einer privaten Organisation, die chemische Grundlagenforschung finanziert.
Die Studie besteht aus mehreren Zylindern von der Größe einer Nadelspitze. In ihnen werden sie das, was wir vom Huygens-Lander gelernt haben, nutzen, um die Bedingungen auf Titan wiederherzustellen. Die Idee ist zu sehen, welche Arten von Strukturen sich in den Gläsern bilden.
„Titan ist ein feindlicher Ort mit Seen und Meeren aus flüssigem Methan sowie Regen und Stürmen aus Methan. Die Stürme transportieren in der Atmosphäre erzeugte organische Moleküle an die Oberfläche, und unter den Oberflächenbedingungen sind nur Methan, Ethan und Propan Flüssigkeiten. Alle anderen organischen Moleküle liegen in ihrer festen Form vor - oder, wie wir sie auf der Erde nennen würden, Mineralien “, erklärte Runcevski.
"Wir sind an der chemischen Zusammensetzung und Kristallstruktur dieser organischen Mineralien interessiert, da angenommen wird, dass Mineralien eine Schlüsselrolle bei der Entstehung des Lebens auf der Erde spielten", sagte er. "Daher kann unsere Forschung dazu beitragen, diese Möglichkeiten für ein seltsames" methanogenes "Leben der Titanen zu bewerten."
Laut Runcevski beginnt alles mit Wasser.
"Wir können diese Welt Schritt für Schritt in einem Zylinder aus Glas nachbauen", sagte er. „Zuerst werden wir Wasser einführen, das zu Eis gefriert. Zweitens werden wir diese Eisschicht mit Ethan bedecken, das sich als „See“ verflüssigt. Dann werden wir den verbleibenden Zylinder mit Stickstoff füllen. “
Das bildet die Grundlage des Experiments, aber danach könnte es interessant werden.
Sie planen, verschiedene Moleküle in die Gläser einzuführen, um den Kohlenwasserstoffniederschlag auf Titan nachzuahmen. Dann erhöhen sie die Temperatur bis zu dem Punkt, an dem die Seen trocken sind und das Glas der Oberfläche von Titan ähnelt, und führen dann den Kohlenwasserstoffniederschlag und die verschiedenen Moleküle ein, die damit einhergehen. Dann können sie die Gläser untersuchen, um festzustellen, welche Arten von Strukturen gebildet wurden. Durch geringfügiges Variieren der Bedingungen können mehrere Experimente durchgeführt werden.
Titan ist komisch, weil seine Oberfläche aus organischen Strukturen besteht. Nirgendwo auf der Erde können solche Experimente außerhalb eines Labors durchgeführt werden. Die Wissenschaftler hoffen, dass alles, was sie lernen, Dragonfly dabei helfen kann, sich auf seine epische Reise zum kalten Mond vorzubereiten.
Über das mögliche Leben auf Titan wurde viel spekuliert. Obwohl es bei etwa 94 K (-179,2 ° C; -290,5 ° F) kalt ist, ist es aus astrobiologischer Sicht immer noch ein faszinierender Ort. Dies liegt hauptsächlich an den Flüssigkeiten, die auf der Oberfläche fließen.
Soweit wir von unserem Platz hier auf der Erde wissen, braucht das Leben Wasser, um zu existieren. Das liegt daran, dass die kleinste Lebenseinheit, die Zelle, Wasser benötigt, um ihre Funktionen zu erfüllen. Wir wissen jedoch nicht, ob es eine andere Art von Leben geben kann, die Methan oder Ethan als Flüssigkeit anstelle von Wasser verwendet. Einige Wissenschaftler finden die Idee eine Untersuchung wert; einige poo-poo die ganze idee.
Die mittlere Position vieler Wissenschaftler besagt jedoch, dass Titan ein großartiger Ort ist, um die frühe Erde zu studieren, unabhängig davon, ob es eine Art von Kohlenwasserstoffleben gibt oder nicht.
Das ist vor allem der Grund, warum die Libellenmission geboren wurde.
Niemand ist davon überzeugt, dass wir Leben auf der Oberfläche des Titanen oder in seinem unterirdischen Ozean oder in den Krügen titanähnlicher Bedingungen finden werden, die in Labors geschaffen werden. Aber wir können wichtige Hinweise finden, die uns helfen zu verstehen, wie wir entstanden sind. Möglicherweise erfahren wir auch etwas über alle Exoplaneten, die wir in den kommenden Jahren genauer untersuchen werden, und darüber, ob sie Leben beherbergen oder nicht.
Quellen:
- Pressemitteilung: SMUs "Titans in a Jar" könnten wichtige Fragen vor der Weltraumforschung der NASA beantworten
- Forschungsbericht: Möglichkeiten für methanogenes Leben in flüssigem Methan auf der Oberfläche von Titan
- Wikipedia-Eintrag: Titan
- Space Magazine: Die NASA kehrt zu Saturns Mondtitan zurück, diesmal mit einem nuklearbatteriebetriebenen Quadcopter
