Жизнь на Титане — различия между версиями

Текущая версия на 06:09, 19 января 2018

Жизнь на Титане — гипотетическое существование жизни на Титане, спутнике Сатурна.

Общие сведения

Так как на Титане имеется жидкость (но не вода, а углеводороды) и активная атмосфера, некоторые учёные полагают, что на Титане, несмотря на низкие температуры (−179,5 °C — −149 °C), возможна жизнь.

В 2005 году астробиолог Крис Маккей предположил, что если метаногенная жизнь на Титане потребляет атмосферный водород в достаточном объёме, то она будет иметь заметное влияние на отношение смеси в тропосфере Титана. В июне 2010 года об этом сообщил Даррелл Штробель из Университета Джона Хопкинса, который отметил переизбыток молекулярного водорода в верхних слоях атмосферы, что приводит к нисходящим потокам на скорости около 10²⁵ молекул в секунду. Рядом с поверхностью водород, вероятно, исчезает из-за его потребления метаногенными формами жизни. В том же месяце в другой статье сообщалось, что у поверхности Титана не имеется ацетилена, что согласуется с гипотезой, что ацетилен, как и водород, поглощается живыми организмами — метаногенами. Крис Маккей, согласившись с тем, что наличие жизни является возможным объяснением выводов об отсутствии водорода и ацетилена у поверхности, предупредил, что, возможно, есть и другие объяснения наблюдаемому феномену, например, ошибка исследователей или наличие минеральных катализаторов.

Ещё в 2007 году на Титане был обнаружен акрилонитрил (соединение азота и ацетилена) — вещество, которое теоретически может быть использовано для создания подобия стабильных клеточных мембран на Титане:

Удалось выяснить, что в воздухе Титана, по всей вероятности находится огромное количество акрилонитрила, а во время дождей он попадает и в озёра этой планеты. Таким образом, соединения, подобные земным клеточным мембранам, могли бы там сформироваться, допускают учёные^[1].

Доктор Морин Палмер из Центра Космических полетов Годдарда в NASA, которая в 2017 году вместе с коллегами зафиксировала следы акрилонитрила в азотной атмосфере Титана, говорит, что на Титане достаточно акрилонитрила, чтобы сформировать 30 миллионов клеточных мембран на кубический сантиметр жидкости в одном из самых больших морей Титана. Следовательно, имеется большая вероятность того, что мембраны могли вырасти достаточно для поддержания более сложных структур, на подобии внутренностей клетки^[2].

Такие модели показывают, что спутник может поддерживать существование «инвертированных» полупроницаемых мембран на основе акрилонитрила в жидкой неполярной метан-этановой смеси на его поверхности, но в условиях, при которых метан-этановая смесь существует в жидком состоянии, все молекулы крупнее и полярнее акрилонитрила неизбежно кристаллизуются — ввиду гораздо большей силы связи между полярными молекулами (на этом принципе основано фракционирование углеводородов и спиртовое осаждение нуклеиновых кислот). Тем не менее, в данной среде наблюдаются сложные химические процессы избирательного обмена и накопления ряда веществ, что является предметом широких дискуссий в сообществе планетологов, в том числе и в NASA. Атмосфера спутника плотная, химически активная и богата органическими соединениями; эти факты подтолкнули исследователей на дополнительные предположения о наличии жизни или предпосылок к жизни, особенно в верхних слоях атмосферы. Атмосфера Титана содержит водород, а метан может сочетаться с некоторыми из органических соединений, такими как ацетилен, для получения энергии и развития жизни.

В июне 2010 года по результатам анализа данных миссии Кассини-Гюйгенс было объявлено об аномалиях в атмосфере Титана, возле его поверхности. На основе этих данных, некоторые учёные выдвинули гипотезу о «дыхании» примитивных биологических организмов: такие организмы могли бы поглощать газообразный водород и питаться молекулами ацетилена, при этом в процессе их жизнедеятельности образовывался бы метан. В итоге на спутнике наблюдалась бы нехватка ацетилена и снижение содержания водорода возле поверхности.

Согласно гипотезе, что жизнь на Титане может существовать в жидких метане и этане на поверхности спутника, которые имеют форму рек и озёр. Такие организмы использовали бы водород вместо кислорода и реагировали с ацетиленом вместо глюкозы, и производили бы метан, а не углекислый газ.

На Титане были зафиксированы молнии, которые тоже считаются одним из условий появления жизни^[3].

Хотя вода является более мощным растворителем, чем метан, что позволяет ей легче переносить вещество в клетку, однако меньшая химическая реактивность метана позволяет ему легче образовывать крупные структуры, например белки и им подобные.

Несмотря на то, что количество солнечного света на поверхности Титана в тысячу раз меньше, чем на Земле, его достаточно для некоторых биологических процессов^[4]. Органические продукты фотохимических реакций в атмосфере спутника способны выделять энергию при взаимодействии с атмосферным водородом^[5].

Возможно, организмы, живущие в среде жидкого метана или этана на Титане, могут применять разные соединения в качестве растворителя. Например, фосфин и простые соединения фосфора и водорода. Как вода и аммиак, фосфин имеет полярность, но он существует в виде жидкости при более низких температурах, чем аммиак или вода. В жидком этане фосфин имеет форму отдельных капель, а это означает, что ячейкоподобные структуры могли бы существовать без клеточных мембран.

Веских доказательств существования жизни на Титане пока нет.

Источники