No Arizonas universitātes
Arizonas Universitātes komanda ziņo par pirmajiem eksperimentālajiem pierādījumiem, kas parāda, kā atmosfēras slāpekli var iekļaut organiskajās makromolekulās. Atklājums norāda, kādas organiskās molekulas varētu atrast Titānā, Saturna mēness, kas, pēc zinātnieku domām, ir Zemes pirmsdzemdību ķīmijas paraugs.
Zeme un Titāns ir vienīgie zināmie planētas lieluma ķermeņi, kuros ir bieza, pārsvarā slāpekļa atmosfēra, sacīja Hiroshi Imanaka, kurš veica pētījumu, būdams UA ķīmijas un bioķīmijas nodaļas loceklis.
Imanaka sacīja, ka tas, kā sarežģītās organiskās molekulas kļūst slāpekļa saturā tādās vietās kā agrīnā Zeme vai Titāna atmosfēra, ir Imanaka.
“Titāns ir tik interesants, jo tā atmosfērā, kurā valda slāpeklis, un organiskajā ķīmijā, iespējams, tiek parādīts pavediens uz dzīvības izcelsmi uz mūsu Zemes,” sacīja Imanaka, tagad pētnieku palīgs UA Mēness un planētu laboratorijā. “Slāpeklis ir būtisks dzīves elements.”
Tomēr ne tikai slāpeklis to darīs. Gāze ar slāpekli jāpārveido ķīmiski aktīvākajā slāpekļa formā, kas var izraisīt reakcijas, kas veido bioloģisko sistēmu pamatu.
Imanaka un Marks Smits pārveidoja slāpekļa-metāna gāzes maisījumu, kas līdzīgs Titāna atmosfērai, slāpekli saturošu organisko molekulu kolekcijai, apstarojot gāzi ar augstas enerģijas UV stariem. Laboratorijas iekārtas tika izveidotas, lai atdarinātu to, kā saules starojums ietekmē Titāna atmosfēru.
Lielākā daļa slāpekļa pārvietojās tieši cietos savienojumos, nevis gāzveida savienojumos, sacīja Smits, UA profesors un ķīmijas un bioķīmijas vadītājs. Iepriekšējie modeļi paredzēja, ka slāpeklis no gāzveida savienojumiem pārvietosies uz cietiem savienojumiem ilgstošākā pakāpeniskā procesā.
Titāns izskatās oranžā krāsā, jo organisko molekulu smogs apņem planētu. Smogā esošās daļiņas galu galā nosēdīsies līdz virsmai un var tikt pakļautas apstākļiem, kas varētu radīt dzīvību, sacīja Imanaka, kurš ir arī galvenais pētnieks SETI institūtā Mountain View, Kalifornijā.
Tomēr zinātnieki nezina, vai Titāna smoga daļiņas satur slāpekli. Ja dažas no daļiņām ir tās pašas slāpekli saturošās organiskās molekulas, kuras UA komanda izveidoja laboratorijā, dzīvību veicinoši apstākļi ir ticamāki, sacīja Smits.
Laboratorijas novērojumi, piemēram, šie, norāda, kādas nākamās kosmosa misijas būtu jāmeklē un kādi instrumenti jāizstrādā, lai palīdzētu meklējumos, sacīja Smits.
Imanaka un Smita rakstu “Slāpekļa saturētu organisko aerosolu veidošanās Titāna augšējā atmosfērā” paredzēts publicēt Nacionālās Zinātņu akadēmijas Proceedings agrīnā tiešsaistes izdevumā 28. jūnija nedēļā. NASA finansēja pētījumu.
UA pētnieki vēlējās modelēt apstākļus Titāna plānā augšējā atmosfērā, jo Kaseini misijas rezultāti liecināja par “ekstrēmo UV” starojumu, kas ietekmē atmosfēru, radot sarežģītas organiskas molekulas.
Tāpēc Imanaka un Smits izmantoja uzlaboto gaismas avotu Lawrence Berkeley Nacionālās laboratorijas sinhronā Berklijā, Kalifornijā, lai uzņemtu augstas enerģijas UV gaismu nerūsējošā tērauda cilindrā, kas satur slāpekļa un metāna gāzi, kas tiek turēta ļoti zemā spiedienā.
Pētnieki izmantoja masas spektrometru, lai analizētu ķīmiskās vielas, kuras radīja radiācija.
Lai gan tas izklausās vienkārši, eksperimentālā aprīkojuma uzstādīšana ir sarežģīta. Pašā UV gaismā ir jāiet cauri virknei vakuuma kameru, nonākot gāzes kamerā.
Daudzi pētnieki vēlas izmantot uzlaboto gaismas avotu, tāpēc konkurence par laiku instrumentā ir sīva. Imanaka un Smits tika iedalīti pa vienai vai divām laika nišām gadā, katra no tām bija astoņas stundas dienā tikai piecas līdz 10 dienas.
Par katru laika nišu Imanakam un Smitam bija jāiepako viss eksperimentālais aprīkojums mikroautobusā, jābrauc uz Bērkliju, jāuzstāda delikāts aprīkojums un jāuzsāk intensīva eksperimentu sērija. Viņi dažreiz strādāja vairāk nekā 48 stundas tieši, lai pēc iespējas vairāk izmantotu uzlabotajā gaismas avotā. Visu nepieciešamo eksperimentu veikšana prasīja gadus.
Imanaka sacīja, ka tas bija nervozi satraucošs: "Ja mums pietrūkst tikai viena skrūve, tas izjauc mūsu staru laiku."
Sākumā viņš analizēja tikai gāzes no balona. Bet viņš neatklāja slāpekli saturošus organiskos savienojumus.
Imanaka un Smits domāja, ka eksperimentālajā iekārtojumā ir kaut kas nepareizs, tāpēc viņi sistēmu pielāgoja. Bet joprojām nav slāpekļa.
"Tas bija diezgan noslēpums," sacīja Imanaka, papīra pirmais autors. "Kur aizgāja slāpeklis?"
Visbeidzot, abi pētnieki savāca brūnās smaganas gabalus, kas savācās uz cilindra sienas, un analizēja to ar to, ko Imanaka sauca par “vismodernāko masas spektrometra paņēmienu”.
Imanaka sacīja: "Tad es beidzot atradu slāpekli!"
Imanaka un Smits domā, ka šādi savienojumi veidojas Titāna augšējā atmosfērā un galu galā nokrīt uz Titāna virsmas. Kad tie atrodas uz virsmas, tie veicina tādu vidi, kas veicina dzīves attīstību.
