Từ Đại học Arizona
Bằng chứng thực nghiệm đầu tiên cho thấy cách nitơ có thể được kết hợp vào các đại phân tử hữu cơ đang được báo cáo bởi một nhóm nghiên cứu của Đại học Arizona. Phát hiện này cho thấy những phân tử hữu cơ nào có thể được tìm thấy trên Titan, mặt trăng của Sao Thổ mà các nhà khoa học cho là mô hình hóa học của Trái đất tiền kiếp.
Trái đất và Titan là những vật thể có kích thước hành tinh duy nhất được biết đến có khí quyển dày, chủ yếu là nitơ, ông Hiroshi Imanaka, người đã thực hiện nghiên cứu trong khi là thành viên của khoa hóa học và hóa sinh UA.
Làm thế nào các phân tử hữu cơ phức tạp trở thành nitơ trong các thiết lập như bầu khí quyển Trái đất hay Titan sớm là một bí ẩn lớn, Imanaka nói.
Imanaka, Imanaka, hiện là một nhà khoa học nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm hành tinh và hành tinh UA, cho biết, Titan Titan rất thú vị bởi vì bầu không khí thống trị nitơ và hóa học hữu cơ của nó có thể cho chúng ta manh mối về nguồn gốc sự sống trên Trái đất của chúng ta. Nitrogen là một yếu tố thiết yếu của cuộc sống.
Tuy nhiên, không chỉ có nitơ sẽ làm. Khí nitơ phải được chuyển đổi thành một dạng nitơ hoạt động hóa học hơn có thể điều khiển các phản ứng hình thành nên cơ sở của các hệ thống sinh học.
Imanaka và Mark Smith đã chuyển đổi hỗn hợp khí nitơ-metan tương tự khí quyển Titan, thành một tập hợp các phân tử hữu cơ chứa nitơ bằng cách chiếu khí bằng tia UV năng lượng cao. Thiết lập phòng thí nghiệm được thiết kế để mô phỏng cách bức xạ mặt trời ảnh hưởng đến bầu khí quyển Titan Titan.
Hầu hết nitơ di chuyển trực tiếp vào các hợp chất rắn, chứ không phải là khí, Smith, giáo sư UA và là người đứng đầu ngành hóa học và hóa sinh cho biết. Các mô hình trước đây dự đoán nitơ sẽ chuyển từ các hợp chất khí sang các chất rắn trong một quá trình từng bước dài hơn.
Titan trông có màu cam vì một đám khói các phân tử hữu cơ bao phủ hành tinh. Các hạt trong sương khói cuối cùng sẽ lắng xuống bề mặt và có thể tiếp xúc với các điều kiện có thể tạo ra sự sống, Imanaka, cũng là một nhà điều tra chính tại Viện SETI ở Mountain View, Calif nói.
Tuy nhiên, các nhà khoa học không cho biết các hạt sương khói Titan Titan có chứa nitơ hay không. Nếu một số hạt là cùng các phân tử hữu cơ chứa nitơ mà nhóm UA tạo ra trong phòng thí nghiệm, các điều kiện thuận lợi cho sự sống có nhiều khả năng, Smith nói.
Các quan sát trong phòng thí nghiệm như những điều này cho thấy những nhiệm vụ không gian tiếp theo nên tìm kiếm và những công cụ nào sẽ được phát triển để giúp tìm kiếm, Smith nói.
Imanaka và Smith, tờ giấy hình thành các aerosol hữu cơ được nitơ hóa trong bầu khí quyển Titan, cho dự kiến xuất bản trong ấn bản trực tuyến của Kỷ yếu của Viện hàn lâm Khoa học Quốc gia vào tuần 28 tháng 6. NASA đã tài trợ cho nghiên cứu.
Các nhà nghiên cứu của UA muốn mô phỏng các điều kiện trong bầu khí quyển phía trên mỏng Titan Titan vì kết quả từ Nhiệm vụ Cassini chỉ ra bức xạ cực tím UV cực mạnh vào bầu khí quyển tạo ra các phân tử hữu cơ phức tạp.
Do đó, Imanaka và Smith đã sử dụng Nguồn sáng tiên tiến tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley synchroton ở Berkeley, Calif. Để bắn tia UV năng lượng cao vào một xi lanh bằng thép không gỉ chứa khí nitơ và metan được giữ ở áp suất rất thấp.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy quang phổ khối để phân tích các hóa chất phát sinh từ bức xạ.
Đơn giản mặc dù âm thanh, thiết lập các thiết bị thí nghiệm là phức tạp. Bản thân tia UV phải đi qua một loạt các buồng chân không trên đường đi vào buồng khí.
Nhiều nhà nghiên cứu muốn sử dụng Nguồn sáng tiên tiến, vì vậy sự cạnh tranh về thời gian trên thiết bị rất khốc liệt. Imanaka và Smith được phân bổ một hoặc hai khe thời gian mỗi năm, mỗi lần là tám giờ một ngày chỉ trong năm đến 10 ngày.
Đối với mỗi khe thời gian, Imanaka và Smith phải đóng gói tất cả các thiết bị thí nghiệm vào một chiếc xe tải, lái xe đến Berkeley, thiết lập các thiết bị tinh vi và khởi động một loạt các thí nghiệm khốc liệt. Đôi khi họ làm việc liên tục hơn 48 giờ để tận dụng tối đa thời gian của họ trên Nguồn sáng tiên tiến. Hoàn thành tất cả các thí nghiệm cần thiết mất nhiều năm.
Đó là sự căng thẳng, Imanaka nói: Rằng Nếu chúng ta bỏ lỡ chỉ một ốc vít, nó làm rối tung thời gian của chúng ta.
Lúc đầu, anh chỉ phân tích khí từ xi lanh. Nhưng anh ấy đã không phát hiện ra bất kỳ hợp chất hữu cơ chứa nitơ.
Imanaka và Smith nghĩ rằng có gì đó không đúng trong thiết lập thử nghiệm, vì vậy họ đã điều chỉnh hệ thống. Nhưng vẫn không có nitơ.
Đây là một điều khá bí ẩn, ông Imanaka, tác giả đầu tiên của tờ giấy nói. Nitơ đã đi đâu?
Cuối cùng, hai nhà nghiên cứu đã thu thập các bit của gunk nâu tập trung trên thành xi lanh và phân tích nó với cái mà Imanaka gọi là kỹ thuật quang phổ kế tinh vi nhất.
Imanaka nói, cuối cùng thì tôi cũng tìm thấy nitơ!
Imanaka và Smith nghi ngờ rằng các hợp chất như vậy được hình thành trong bầu khí quyển phía trên Titan và cuối cùng rơi xuống bề mặt Titan. Khi ở trên bề mặt, chúng góp phần vào một môi trường thuận lợi cho sự tiến hóa của sự sống.
