Titan dường như giống Trái đất mọi lúc, và một sự hiểu biết mới về bầu không khí mờ ám Titan Titan có thể cung cấp manh mối cho sự phát triển của môi trường khí quyển đầu Trái đất và sự phát triển của sự sống trên hành tinh nhà của chúng ta. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một loạt các phản ứng hóa học trên mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ có thể che chắn bề mặt mặt trăng khỏi bức xạ cực tím, tương tự như cách hoạt động của tầng ozone ozone. Các phản ứng cũng có thể chịu trách nhiệm hình thành các phân tử hữu cơ lớn tạo nên bầu không khí màu da cam dày và mờ.
Các nhà khoa học từ lâu đã hiểu rằng trong bầu khí quyển Titan Titan, ánh sáng mặt trời phá vỡ khí mê-tan thành carbon và hydro. Các nguyên tố này phản ứng với nitơ và các thành phần khác để tạo thành một đám mây hydrocarbon phức tạp, hoàn toàn che khuất mặt trăng.
Nhưng gần đây, vai trò của polyynes trong quá trình tiến hóa hóa học của bầu khí quyển Titan đã được nghiên cứu và tranh luận mạnh mẽ. Polyynes là một nhóm các hợp chất hữu cơ có liên kết đơn và ba xen kẽ, như diacetylene (HCCCCH) và triacetylene (HCCCCCCH). Các polyynes này được cho là hoạt động như một lá chắn bức xạ UV trong môi trường hành tinh và có thể hoạt động như ozone tiền sinh học. Điều này sẽ rất quan trọng đối với bất kỳ cuộc sống nào cố gắng hình thành trên Titan.
Ngay cả khi bạn hình thành các phân tử quan trọng về mặt sinh học (thông qua các phản ứng khác) và không có tầng ozone hoặc tầng ozone, các phân tử này sẽ không luôn tồn tại trong môi trường bức xạ khắc nghiệt, Ralf Kaiser, nhà khoa học chính của nghiên cứu cho biết.
Tuy nhiên, các quá trình hóa học cơ bản khởi đầu sự hình thành và kiểm soát sự phát triển của polyynes vẫn chưa được hiểu rõ.
Kaiser và các đồng nghiệp đã nghiên cứu sự hình thành triacetylene và các phân tử hữu cơ lớn hơn trong phòng thí nghiệm và trong các mô phỏng máy tính. Họ phát hiện ra rằng triacetylene có thể được hình thành do va chạm giữa hai phân tử nhỏ trong một phản ứng có thể dễ dàng bắt đầu trong điều kiện lạnh được tìm thấy trong bầu khí quyển Titan Titan.
Các tác giả cho rằng triacetylene, một phân tử hữu cơ có thể hoạt động như một lá chắn cho bức xạ cực tím, có thể đóng vai trò là khối xây dựng để tạo ra các phân tử phức tạp trong bầu khí quyển Titan Titan.
Các thí nghiệm hiện tại được tiến hành với các phân tử chỉ chứa các nguyên tử carbon và hydro, Kaiser Kaiser nói với Tạp chí Vũ trụ. Để điều tra sự hình thành các phân tử quan trọng về mặt sinh học trên Titan, chúng ta cũng phải bổ sung thêm oxy và nitơ. Kaiser cho biết họ có kế hoạch thực hiện những thí nghiệm kiểu này vào cuối năm nay.
Nhóm nghiên cứu cho biết họ hy vọng nghiên cứu kết hợp thực nghiệm, lý thuyết và mô hình hóa của họ sẽ hoạt động như một khuôn mẫu và kích hoạt nhiều cuộc điều tra cần thiết, liên tiếp về hóa học của Titan xung quanh để có bức tranh đầy đủ hơn về các quá trình liên quan đến xử lý hóa học của bầu khí quyển mặt trăng sẽ xuất hiện.
Chú thích hình ảnh chính: Các khối xây dựng quan trọng trong các lớp khói mù hữu cơ của Titan và có thể của Trái đất sơ khai đến từ các phản ứng hóa học. Hình ảnh tín dụng lịch sự của NASA-JPL, Tiến sĩ Xibin Gu và Nhóm Động lực phản ứng, Đại học Hawaii
Nguồn: PNAS
