На Титане возможна жизнь на основе метана
Исследователи НАСА подтвердили существование в атмосфере Титана винилацианида, который является органическим соединением, которое потенциально может обеспечить клеточные мембраны для микробной жизни, образующиеся в огромных метановых океанах Титана. Если это правда, это может доказать нам, что жизнь может процветать и без воды.
Клеточные мембраны на Земли состоят из фосфолипидов: молекулярных цепей с фосфористыми кислородными головками и хвостами из углеродной цепи, которые связываются друг с другом с образованием гибкой мембраны в воде. Жизнь на основе метана, если она существует, нуждается в альтернативе существованию на основе фосфолипидов Земли и открывает гораздо более широкий круг планет и их спутников для возможности внеземной жизни. Одной из возможных альтернатив является виниловый цианид.
Космический аппарат Кассини впервые предположил присутствие винилового цианида на Титане с помощью своего масс-спектрометра, но потребовалась очень чувствительная аппаратура Большого телескопа Атакама (ALMA) в пустыне Чили, чтобы подтвердить,что винил-цианид, действительно, есть.
Морин Палмер, исследователь Центра космических полетов им. Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, и ведущий автор статьи, посвященной исследованиям в области научных достижений, собрала архивные данные из АЛМА и увидела виниловый цианид в атмосфере Титана на высотах более 200 километров, с самыми высокими концентрациями в районах над южным полюсом Титана.
В низких температурах на Титане, достигающих -179 градусов по Цельсию, органические молекулы в атмосфере образуют капельки, которые опускаются, чтобы заполнить озера метана в круговороте, подобном циклу воды на земле. Там они потенциально могут создавать простые, микроскопические формы жизни. Группа Палмер провела исследования в области моделирования, которые показали, что в Лигейе-Маре, северном озере Титана, имеется достаточное количество винилового цианида, чтобы образовать около 10 миллионов клеток на кубический сантиметр, что примерно в 10 раз больше, чем бактерий в океанах.
Виниловый цианид еще предстоит доказать, чтобы предположить жизнь, но более раннее исследование ученых Корнеллского университета, которое также было опубликовано в Science Advances, сделало его интригующей перспективой. Исследователи Корнелла, возглавляемые профессором химической и биологической инженерии Паулетт Клэнси, решили выяснить, могут ли молекулы, существующие на Титане, образовывать клеточные мембраны, называемые азотосомами, что является названием мембран клеток, которые могут образовываться в условиях жидкого метана Титана.
Фосфор и кислород, обнаруженные в мембранах земных клеток, не существуют в холодных метановых океанах Титана, поэтому любые клеточные мембраны должны быть основаны на азоте, водороде и углероде, все из которых обильны представлены на Титане. Исследования молекулярного моделирования различных молекул, содержащих эти элементы, показали, что виниловый цианид представляет собой молекулу, которая, скорее всего, образует стабильную и гибкую мембрану, которая действует как мембраны на Земли, но в условиях Титана.
Тем не менее, жизнь на основе винилцианида, как и любая другая, столкнется с трудными обстоятельствами на Титане. Тем не менее, Палмер говорит, что «если мембраны могут быть сделаны в лаборатории с симуляцией океанских условий Титана, это сделает нас более оптимистичными по отношению к ним, действительно формирующимся на Титане».
Она также отмечает, что из-за своей обширной атмосферной химии и поверхностной жидкости Титан является «интересной химической лабораторией для изучения границ возможной биохимии для создания жизни».
Клэнси говорит, что лабораторные результаты Морин Палмер были «захватывающей проверкой нашего предсказания, поскольку они также обнаруживают, что концентрация винилового цианида достаточно значительна, чтобы сделать самосборку в азотосомоподобные везикулы жизнеспособным процессом».