Са Универзитета у Аризони
Први експериментални докази који показују како атмосферски азот може да се угради у органске макромолекуле известио је тим Универзитета у Аризони. Налаз показује који органски молекули се могу наћи на Титану, месецу Сатурна за који научници сматрају да је модел за хемију Земље пре живота.
Земља и Титан су једина позната планетарна тела која имају густу, претежно азотну атмосферу, рекао је Хиросхи Иманака, који је спровео истраживање док је био члан одељења за хемију и биохемију УА.
Колико сложени органски молекули постају нитрогенирани у срединама као што су рана атмосфера Земље или Титана велика је мистерија, рекао је Иманака.
"Титан је толико занимљив јер нам атмосфера у којој доминира азот и органска хемија могу да нам дају траг за порекло живота на нашој Земљи", рекао је Иманака, који је сада асистент научника у УА за Лунарну и планетарну лабораторију. „Азот је битан елемент живота.“
Међутим, неће то учинити само било који азот. Гас душика мора се претворити у хемијски активнији облик азота који може покренути реакције које чине основу биолошких система.
Иманака и Марк Смитх претворили су гасну мешавину азота-метана сличну атмосфери Титана у колекцију органских молекула који садрже азот зрачењем гаса високоенергетским УВ зрацима. Лабораторијски сет дизајниран је тако да опонаша како соларно зрачење утиче на Титанову атмосферу.
Већина азота се кретала директно у чврста једињења, а не у гасовита, рекао је Смитх, професор из УА и шеф хемије и биохемије. Ранији модели су предвиђали да ће се душик прећи из гасовитих једињења у крута једињења у дужем поступном поступку.
Титан изгледа наранџасто у боји јер смог органских молекула обухвата планету. Честице у смогу ће се временом таложити на површини и можда ће бити изложене условима који би могли створити живот, рекао је Иманака, који је и главни истраживач Института СЕТИ у Моунтаин Виеву у Калифорнији.
Међутим, научници не знају садрже ли Титанове честице смога азот. Ако су неке честице исте органске молекуле који садрже азот, тим УА који је створен у лабораторији, услови који погодују животу су вероватнији, рекао је Смитх.
Лабораторијска запажања попут ових показују која би наредна свемирска мисија требало да тражи и које инструменте треба развити како би помогли у потрази, рекао је Смитх.
Рад Иманаке и Смитха, „Формирање нитрогенизованих органских аеросола у горњој атмосфери Титана“, заказан је за објављивање у раном онлајн издању Зборника Националне академије наука у недељи 28. јуна. НАСА је обезбедила средства за истраживање.
Истраживачи из УА желели су да симулирају услове у Титановој танкој горњој атмосфери, јер су резултати из Мисије Цассини показали да „екстремно УВ“ зрачење погоди атмосферу ствара сложене органске молекуле.
Стога су Иманака и Смитх користили напредни извор светлости у синхротону Националне лабораторије Лавренце Беркелеи у Беркелеиу у Калифорнији да би убацили високоенергетску УВ светлост у цилиндар од нехрђајућег челика који садржи гас азота и метана под веома ниским притиском.
Истраживачи су користили масни спектрометар за анализу хемикалија које су произашле из зрачења.
Једноставно, иако звучи, подешавање експерименталне опреме је компликовано. Сама УВ светлост мора проћи кроз низ вакуумских комора на путу у гасну комору.
Многи истраживачи желе да користе напредни извор светлости, па је конкуренција за време на инструменту јака. Иманаки и Смитху додељени су један или два временска места годишње, од којих је сваки трајао осам сати дневно у трајању од само пет до 10 дана.
За сваки термин, Иманака и Смитх морали су спаковати сву експерименталну опрему у комби, одвести се у Беркелеи, поставити деликатну опрему и кренути у интензиван низ експеримената. Понекад су радили више од 48 сати директно како би извукли максимум из свог времена за напредни извор светлости. Завршавање свих потребних експеримената трајало је године.
Иманака је био нервозан, рекао је: „Ако пропустимо само један вијак, то омета време нашег снопа.“
На почетку је анализирао само гасове из цилиндра. Али није открио ниједна органска једињења која садрже азот.
Иманака и Смитх сматрали су да нешто није у реду у експерименталној поставци, па су извртали систем. Али још увек нема азота.
„Била је то прилично мистерија“, рекао је Иманака, први аутор часописа. "Где је отишао азот?"
Коначно, двојица истраживача су сакупили комаде смеђег тира који су се скупили на зиду цилиндра и анализирали га оним што је Иманака назвала „најсофистициранијом техником масеног спектрометра“.
Иманака је рекао, „Тада сам коначно нашао азот!“
Иманака и Смитх сумњају да се таква једињења формирају у Титановој горњој атмосфери и да на крају падају на Титанову површину. Једном када су на површини, они доприносе окружењу које погодује еволуцији живота.
