Титан содержит химическое соединение, которое может создавать мембраны

Учёные НАСА окончательно смогли подтвердить присутствие в атмосфере Титана акрилонитрила. На Земле этот химический элемент, который также известен под названием цианистого винила, активно используется в изготовлении пластмасс. Но в резких условиях самого большого спутника Сатурна этот химикат, как предполагают специалисты, способен к формированию стабильных, гибких структур, подобных клеточным мембранам. Другие исследователи ранее предположили, что акрилонитрил — компонент атмосферы Титана, но они не смогли заявить об однозначном обнаружении этой молекулы среди других соединений, участвующих в органической жизни.

Теперь исследователи из НАСА сумели идентифицировать химический отпечаток акрилонитрила в данных, полученных от Титана, которые собирала Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая Решётка ALMA в Чили. Команда учёных обнаружила большие количества этого соединения на Титане, скорее всего в стратосфере — затуманенной части атмосферы, которая даёт этому спутнику её коричнево-оранжевый цвет.

«Мы нашли убедительное доказательство того, что акрилонитрил присутствует в атмосфере Титана, и мы считаем, что значительное количество этого вещества достигает поверхности», — Морин палмер, исследователь из Центра астробиологии НАСА.

Ясно, что клетки растений и животных с Земли не смогли бы существовать на Титане, где средняя температура на поверхности составляет 179 градусов Цельсия, а озёра наполнены жидким метаном. В 2015 году некоторые учёные занимались вопросом о том, могли бы вообще какие-либо органические молекулы существовать на Титане в таких суровых условиях, сформировать структуры, подобные двойным молекулярным слоям, формируемые полярными липидами в водной среде живыми клетками на Земле. Эти бислои являются тонкими и гибкими, они являются основным компонентом клеточной мембраны, которая отделяет внутреннюю часть клетки от внешнего мира. Учёные установили, что именно акрилонитрил является самым лучшим кандидатом для формирования таких элементов на Титане.

Учёные предположили, что молекулы акрилонитрила могли бы объединиться как лист материала, подобного клеточной мембране. Этот лист мог сформировать полую, микроскопическую сферу, которую они назвали «азотосом» (azotosome). Таким именем в общем называют теоретические мембраны, которые могут служить базовой основой клеточной мембраны гипотетической метаново-этановой живой клетки — аналога липидных бислоёв в мембранах в клетках на Земле. Эта сфера может служить крошечным хранилищем и транспортным контейнером, так же как и бислои на Земле.

«Возможность сформировать стабильную мембрану, чтобы отделить внутреннюю среду от внешней, очень важна, потому что это обеспечивает возможность удерживать химические элементы достаточно долго для того, чтобы позволить им взаимодействовать. Если бы структуры, подобные мембране, могли быть сформированы цианистым винилом, то это был бы важный шаг на пути к зарождению жизни на Титане», — Майкл Мамма, руководитель Центра астробиологии.

Учёные выяснили, что акрилонитрил широко распространён в атмосфере этого спутника Сатурна, его концентрация составляет 2.8 частей на миллиард. Это соединение, вероятно, сконцентрирован в стратосфере на высотах до 200 километров. В конечном итоге, акрилонитрил оседает в более холодные слои низкой атмосферы, где уплотняется и выпадает вместе с дождём на поверхность.

Исследователи вычислили, сколько этого вещества должно быть осаждено в море Лигеи — втором по величине озере Титана. Команда оценила, что за всё время существования спутника это море могло накопить достаточно акрилонитрила, чтобы сформировать приблизительно 10 миллионов азотосом в каждом миллилитре, или четверти чайной ложки, жидкости. Это сопоставимо примерно с миллионом бактерий на миллилитр прибрежной воды на Земле.

Ключ к обнаружению акрилонитрила на Титане лежал в объединении данных от 11 исследований, которые проводились ALMA. Специалисты восстановили их из архива наблюдений, которые первоначально предназначались для калибровки количества света, получаемого решёткой. В объединённом наборе данных Палмер с коллегами идентифицировали три спектральных линии, которые соответствовали следам акрилонитрила. Это открытие было совершено спустя десятилетие после того, как другие исследователи обнаружили присутствие акрилонитрила по наблюдениям, проведённым масс-спектрометром космической станции «Кассини».

«Обнаружение этого неуловимого, важно для астробиологии химического соединения, очень увлекательно для учёных, которые постоянно пытаются понять, могла ли жизнь развиться на ледяных спутниках, таких как Титан. Это открытие добавляет важные данные к нашему пониманию химической сложности Солнечной Системы».

Источник: www.youtube.com