p Titã, A maior lua de Saturno, é um laboratório natural para estudar as origens da vida. Como a Terra, Titã tem uma atmosfera densa e ciclos climáticos sazonais, mas a composição química e mineralógica são significativamente diferentes. Agora, pesquisadores terrestres recriaram as condições da lua em pequenos cilindros de vidro, revelando propriedades fundamentais de duas moléculas orgânicas que se acredita existirem como minerais em Titã. p Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje na reunião de outono da American Chemical Society (ACS).

p "Moléculas orgânicas simples que são líquidas na Terra são normalmente cristais minerais de gelo sólidos em Titã por causa de suas temperaturas extremamente baixas, até -290 F, "diz Tomče Runčevski, Ph.D., investigador principal do projeto. "Descobrimos que duas das moléculas que provavelmente são abundantes em Titã - acetonitrila (ACN) e propionitrila (PCN) - ocorrem predominantemente em uma forma cristalina que cria nano superfícies altamente polares, que podem servir como modelos para a automontagem de outras moléculas de interesse pré-biótico. "

p Muito do que sabemos agora sobre este mundo gelado é graças à missão Cassini-Huygens de 1997-2017 a Saturno e suas luas. A partir dessa missão, os cientistas sabem que Titã é um lugar atraente para estudar como a vida surgiu. Como a Terra, Titan tem uma atmosfera densa, mas é principalmente feito de nitrogênio, com um toque de metano. É o único corpo conhecido no espaço, além da Terra, onde evidências claras de poças estáveis ​​de líquido de superfície foram encontradas. Alimentado pela energia do sol, O campo magnético de Saturno e os raios cósmicos, tanto o nitrogênio quanto o metano reagem em Titã para produzir moléculas orgânicas de vários tamanhos e complexidades. Acredita-se que ACN e PCN estejam presentes na névoa amarela característica da lua como aerossóis, e eles chovem na superfície, sedimentando-se como pedaços sólidos de minerais.

p As propriedades dessas moléculas na Terra são bem conhecidas, mas suas características sob as condições de Titã não foram estudadas até agora. "No laboratório, recriamos as condições em Titã em minúsculos cilindros de vidro, "Runčevski diz." Normalmente, nós introduzimos água, que congela em gelo conforme baixamos a temperatura para simular a atmosfera de Titã. Nós superamos isso com etano, que se torna um líquido, imitando os lagos de hidrocarbonetos que a Cassini-Huygens encontrou. "O nitrogênio é adicionado ao cilindro, e ACN e PCN são introduzidos para simular a precipitação atmosférica. Os pesquisadores então aumentam e diminuem ligeiramente as temperaturas para imitar as oscilações de temperatura na superfície da lua.

p Os cristais formados foram analisados ​​usando instrumentação de difração de nêutrons e síncrotron, experimentos espectroscópicos e medidas calorimétricas. O trabalho, apoiado por cálculos e simulações, envolveu a equipe de Runčevski da Southern Methodist University, bem como cientistas do Laboratório Nacional de Argonne, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, e a Universidade de Nova York.

p "Nossa pesquisa revelou muito sobre as estruturas dos gelos planetários que antes eram desconhecidos, "Runčevski diz." Por exemplo, descobrimos que uma forma cristalina de PCN não se expande uniformemente ao longo de suas três dimensões. Titan passa por oscilações de temperatura, e se a expansão térmica dos cristais não for uniforme em todas as direções, pode causar rachaduras na superfície da lua. ”Esse conhecimento detalhado desses minerais pode ajudar a equipe a entender melhor como é a superfície de Titã.

p Runčevski está preparando cristais de ACN, PCN, e misturas de ACN e PCN para obter espectros detalhados. "Os cientistas serão então capazes de comparar esses espectros conhecidos com a biblioteca espectral coletada pela Cassini-Huygens e atribuir bandas não identificadas, ", diz ele. Os estudos ajudarão a confirmar a composição mineral em Titã e provavelmente fornecerão insights para pesquisadores que trabalham em uma missão da NASA a Titã, com lançamento em 2027.