Un importante tipo di molecola che aiuta a produrre materiale organico complesso è stato rilevato nella nebbiosa atmosfera superiore di Titano da un team guidato dall'UCL nell'ambito della missione internazionale Cassini-Huygens.

Nello studio, pubblicato in Lettere per riviste astrofisiche , gli scienziati hanno identificato nell'atmosfera di Titano molecole con carica negativa chiamate "anioni della catena del carbonio", La luna più grande di Saturno. Queste molecole lineari sono intese come elementi costitutivi verso molecole più complesse, e potrebbe aver agito come base per le prime forme di vita sulla Terra.

Il team afferma che la scoperta degli anioni della catena di carbonio caricati negativamente è sorprendente perché sono altamente reattivi e non dovrebbero durare a lungo nell'atmosfera di Titano prima di combinarsi con altri materiali. La loro scoperta sta completamente rimodellando l'attuale comprensione dell'atmosfera nebbiosa della luna.

Le rilevazioni sono state effettuate utilizzando lo spettrometro al plasma di Cassini, chiamato CAPS, mentre Cassini volava attraverso l'atmosfera superiore di Titano, 950-1300 km sopra la superficie.

interessante, i dati mostrano che le catene di carbonio si esauriscono più vicino alla luna, mentre i precursori di molecole di aerosol più grandi subiscono una rapida crescita. Ciò suggerisce una stretta relazione tra i due, con le catene di carbonio che "seminano" le molecole più grandi su cui si pensa cadano, e depositare su, la superficie.

"Abbiamo fatto la prima identificazione univoca degli anioni della catena del carbonio in un'atmosfera simile a un pianeta, che riteniamo siano un trampolino di lancio fondamentale nella linea di produzione di crescere più grandi, e molecole organiche più complesse, come le grandi particelle di foschia della luna, " disse Ravi Desai, autore principale dello studio e studente di dottorato presso l'UCL.

"Questo è un processo noto nel mezzo interstellare - le grandi nubi molecolari da cui si formano le stelle stesse - ma ora lo abbiamo visto in un ambiente completamente diverso, il che significa che potrebbe rappresentare un processo universale per la produzione di molecole organiche complesse. La domanda è, potrebbe accadere anche in altre atmosfere azoto-metano come a Plutone o Tritone, o su pianeti extrasolari con proprietà simili?"

Titano vanta una densa atmosfera di azoto e metano con alcune delle sostanze chimiche più complesse mai viste nel Sistema Solare. Si pensa addirittura che imiti l'atmosfera della Terra primitiva, prima dell'accumulo di ossigeno. Come tale, Titano può essere visto come un laboratorio su scala planetaria che può essere studiato per comprendere le reazioni chimiche che possono aver portato alla vita sulla Terra, e questo potrebbe accadere sui pianeti intorno ad altre stelle.

"La prospettiva di un percorso universale verso gli ingredienti per la vita ha implicazioni per ciò che dovremmo cercare nella ricerca della vita nell'Universo, ", ha affermato il co-autore, il professor Andrew Coates, anche da UCL e co-investigatore di CAPS. "Titan presenta un esempio locale di chimica eccitante ed esotica, da cui abbiamo molto da imparare".

Nell'atmosfera superiore di Titano, azoto e metano sono esposti all'energia della luce solare e alle particelle energetiche nella magnetosfera di Saturno. Queste fonti di energia guidano reazioni che coinvolgono azoto, idrogeno e carbonio, che portano a composti prebiotici più complicati.

Queste grandi molecole si spostano verso la bassa atmosfera, formando una densa foschia di aerosol organici, e si pensa che alla fine raggiungano la superficie. Ma il processo mediante il quale semplici molecole nell'atmosfera superiore si trasformano nella complessa foschia organica a quote inferiori è complicato e difficile da determinare. Questa scoperta aggiunge informazioni vitali che aiuteranno gli scienziati a comprendere il processo chimico.

"Questi stimolanti risultati di Cassini mostrano l'importanza di tracciare il viaggio da specie chimiche piccole a grandi per capire come le molecole organiche complesse vengono prodotte in un'atmosfera primitiva simile alla Terra, " ha aggiunto il dottor Nicolas Altobelli, Scienziato del progetto Cassini dell'ESA. "Anche se non abbiamo rilevato la vita stessa, trovare sostanze organiche complesse non solo su Titano, ma anche nelle comete e in tutto il mezzo interstellare, ci stiamo sicuramente avvicinando a trovare i suoi precursori."

L'odissea di 13 anni di Cassini nel sistema saturniano volgerà presto al termine, ma missioni future, come l'internazionale James Webb Space Telescope e la missione esopianeta Platone dell'ESA sono attrezzati per cercare questo processo non solo nel nostro Sistema Solare ma altrove. Strutture terrestri avanzate come ALMA potrebbero anche consentire osservazioni di follow-up di questo processo in atto nell'atmosfera di Titano, dalla Terra.