Gli scienziati della NASA hanno definitivamente rilevato l'acrilonitrile chimico nell'atmosfera della luna di Saturno Titano, un luogo che da tempo incuriosisce gli scienziati che indagano sui precursori chimici della vita.

Sulla terra, acrilonitrile, noto anche come cianuro di vinile, è utile nella produzione di materie plastiche. Nelle dure condizioni della luna più grande di Saturno, si pensa che questa sostanza chimica sia in grado di formare stabili, strutture flessibili simili alle membrane cellulari. Altri ricercatori hanno precedentemente suggerito che l'acrilonitrile è un ingrediente dell'atmosfera di Titano, ma non hanno riportato un rilevamento inequivocabile della sostanza chimica nel buffet di prodotti organici, o ricco di carbonio, molecole che vi si trovano.

Ora, I ricercatori della NASA hanno identificato l'impronta chimica dell'acrilonitrile nei dati di Titano raccolti dall'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile. Il team ha trovato grandi quantità della sostanza chimica su Titano, molto probabilmente nella stratosfera, la parte nebbiosa dell'atmosfera che conferisce a questa luna il suo colore marrone-arancio.

"Abbiamo trovato prove convincenti che l'acrilonitrile è presente nell'atmosfera di Titano, e pensiamo che una fornitura significativa di questa materia prima raggiunga la superficie, " ha detto Maureen Palmer, un ricercatore del Goddard Center for Astrobiology presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, e autore principale di un 28 luglio, 2017, carta in Progressi scientifici .

Le cellule delle piante e degli animali della Terra non reggerebbero bene su Titano, dove le temperature superficiali sono in media meno 290 gradi Fahrenheit (meno 179 gradi Celsius), e laghi pieni di metano liquido.

Nel 2015, scienziati universitari hanno affrontato la questione se eventuali molecole organiche che potrebbero trovarsi su Titano possano, in condizioni così inospitali, formano strutture simili ai doppi strati lipidici delle cellule viventi sulla Terra. Sottile e flessibile, il doppio strato lipidico è il componente principale della membrana cellulare, che separa l'interno di una cellula dal mondo esterno. Questo team ha identificato l'acrilonitrile come il miglior candidato.

Quei ricercatori hanno proposto che le molecole di acrilonitrile potessero unirsi come un foglio di materiale simile a una membrana cellulare. Il foglio potrebbe formare una cavità, sfera microscopica che chiamarono "azotosoma". Questa sfera potrebbe fungere da minuscolo contenitore di stoccaggio e trasporto, proprio come le sfere che possono formare i doppi strati lipidici.

"La capacità di formare una membrana stabile per separare l'ambiente interno da quello esterno è importante perché fornisce un mezzo per contenere sostanze chimiche abbastanza a lungo da consentire loro di interagire, " ha detto Michele Mamma, direttore del Goddard Center for Astrobiology, che è finanziato dall'Istituto di astrobiologia della NASA. "Se le strutture simili a membrane potessero essere formate da cianuro di vinile, sarebbe un passo importante nel percorso verso la vita su Titano, la luna di Saturno".

Il team di Goddard ha determinato che l'acrilonitrile è abbondante nell'atmosfera di Titano, presente in concentrazioni fino a 2,8 parti per miliardo. La sostanza chimica è probabilmente più abbondante nella stratosfera, ad altitudini di almeno 125 miglia (200 chilometri). Infine, l'acrilonitrile si fa strada nella fredda atmosfera inferiore, dove si condensa e piove sulla superficie.

I ricercatori hanno calcolato quanto materiale potrebbe essere depositato a Ligeia Mare, Il secondo lago più grande di Titano, che occupa all'incirca la stessa superficie del Lago Huron e del Lago Michigan insieme. Durante la vita di Titano, la squadra ha stimato, Ligeia Mare potrebbe aver accumulato abbastanza acrilonitrile per formare circa 10 milioni di azotosomi in ogni millilitro, o un quarto di cucchiaino, di liquido. Questo è paragonato a circa un milione di batteri per millilitro di acqua oceanica costiera sulla Terra.

La chiave per rilevare l'acrilonitrile di Titano era combinare 11 set di dati ad alta risoluzione di ALMA. Il team li ha recuperati da un archivio di osservazioni originariamente destinate a calibrare la quantità di luce ricevuta dal telescopio.

Nel set di dati combinato, Palmer and her colleagues identified three spectral lines that match the acrylonitrile fingerprint. This finding comes a decade after other researchers inferred the presence of acrylonitrile from observations made by the mass spectrometer on NASA's Cassini spacecraft.

"The detection of this elusive, astrobiologically relevant chemical is exciting for scientists who are eager to determine if life could develop on icy worlds such as Titan, " said Goddard scientist Martin Cordiner, senior author on the paper. "This finding adds an important piece to our understanding of the chemical complexity of the solar system."