Ką slepia Saturno palydovas Titanas? Paslaptingi kristalai, kurie gali perrašyti chemijos vadovėlius

Šis atradimas gali pakeisti supratimą apie chemiją ir procesus vykstančius šaltuose kosmoso regionuose. Tyrimą atlikusi Švedijos technologijos universiteto mokslininkų komanda teigia, kad šie neįprasti junginiai gali būti gausūs Titano paviršiuje. Pasak chemiko Martino Rahmo, tai padeda geriau suprasti mėnulį, kuris dydžiu prilygsta Merkurijui. 

Titanas jau seniai kelia susidomėjimą dėl savo metano ir angliavandenilių ežerų, kuriuose vyksta sudėtingi cheminiai procesai, galintys būti artimi gyvybės atsiradimo sąlygoms. Vienas iš svarbiausių junginių, susijusių su gyvybės pradinėmis formomis, yra vandenilio cianidas. 

Jis gali sudaryti junginius, iš kurių formuojasi nukleobazės ir aminorūgštys. Šio junginio Titane yra daug. Vandenilio cianidas yra poliarinė molekulė, o metanas bei etanas yra nepoliarinės, todėl paprastai tokios medžiagos viena kitą atstumia. Tai ta pati priežastis, kodėl vanduo nesimaišo su aliejumi.

Neįprasta cheminė sąjunga

NASA mokslininkai bandė suprasti, kas nutinka vandenilio cianidui Titano atmosferoje, ir atliko eksperimentus esant maždaug minus 180 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Tokiose sąlygose vandenilio cianidas tampa kristalu, o metanas ir etanas lieka skysti. 

Po bandymų buvo pastebėta, kad medžiagos viena su kita sąveikavo, nors teoriškai tai neturėjo būti įmanoma. Norėdami išsiaiškinti, kas įvyko, NASA mokslininkai kreipėsi į Švedijos tyrėjus. Bendra komanda atliko eksperimentus specialioje kameroje, kurioje augino vandenilio cianido kristalus ir įvedė metano bei etano dujų. 

Naudodami spektrinę analizę jie pastebėjo nedidelius, bet aiškius pokyčius kristalų virpėjime. Tai parodė, kad molekulės ne tik egzistuoja šalia viena kitos, bet ir sudaro sąveiką. Tyrėjai pamatė, kad vandenilio jungtys kristaluose buvo šiek tiek ištemptos ir sustiprintos dėl kontakto su metanu bei etanu.

Naujas požiūris į Titano pasaulį

Kompiuteriniai modeliai patvirtino, kad metano ir etano molekulės gali įsiterpti į vandenilio cianido kristalų tinklą ir sudaryti vadinamuosius koekristalus (tai kristalinės struktūros, kuriose skirtingų medžiagų molekulės susijungia į bendrą tinklą). Tokie dariniai išlieka stabilūs esant itin žemoms Titano temperatūroms. 

Kadangi molekulės ten juda lėčiau, jos gali jungtis net tada, kai normaliomis sąlygomis tai neįmanoma. Šis atradimas atskleidžia, kad net nesuderinamos medžiagos gali tapti sąveikos dalimi, jei sąlygos pakankamai ekstremalios. Tyrėjų teigimu, šis netikėtas atradimas gali paaiškinti Titano kraštovaizdžio savybes, tai ežerus, jūras ir smėlio kopas. 

Mokslininkai tikisi, kad būsimasis „Dragonfly“ zondas, planuojamas nuskristi į Titaną 2034 metais, suteiks daugiau duomenų. Iki tol šie keisti kristalai primins, kokia nenuspėjama gali būti pati chemijos prigimtis ir kaip netikėtai ji gali pasireikšti kituose pasauliuose.