토성의 가장 큰 위성인 타이탄은 100년 전에 과학자들이 연구를 시작한 이래로 미스터리의 원천이었습니다. 이 미스터리들은 카시니-호이겐스 메탄 순환, 프리바이오틱 조건 및 유기 화학의 증거를 찾는 것 외에도카시니-호이겐스임무는 또한 타이탄이 생명을 낳는 데 도움이 되는 성분을 가지고 있다는 것을 발견했습니다.
에서 나온 주장이다. 최근 연구 국제 과학자 팀에 의해. 에서 얻은 데이터를 조사한 후카시니우주 탐사선을 통해 그들은 타이탄 대기에서 음전하를 띤 분자 종을 확인했습니다. '탄소 사슬 음이온'으로 알려진 이 분자는 더 복잡한 분자를 위한 빌딩 블록으로 생각되며, 이는 지구 생명체의 출현에 핵심적인 역할을 할 수 있습니다.
'라는 제목의 연구 탄소 사슬 음이온과 타이탄의 전리층에서 복잡한 유기 분자의 성장 ', 최근에천체 물리학 저널 편지. 이 팀에는 런던의 유니버시티 칼리지, 그르노블 대학교, 웁살라 대학교, UCL/버크벡, 콜로라도 대학교, 스웨덴 우주 물리학 연구소 , NS 사우스웨스트연구소 (SwRI) 및 NASA의 Goddard 우주 비행 센터.
완전 차별화된 조밀해 모델에 따른 타이탄의 내부 구조도. 크레딧: Wikipedia Commons/Kelvinsong
그들이 그들의 연구에서 지적한 바와 같이, 이 분자들은 카시니 P 라스마 분광기 (CAPS) 탐사선이 표면에서 950~1300km(590~808마일) 떨어진 타이탄의 상층 대기를 비행할 때. 그들은 또한 이러한 분자의 존재가 예상하지 못한 방법을 보여주며 타이탄의 대기가 어떻게 작동하는지에 대한 현재 이론에 상당한 도전을 나타냅니다.
얼마 동안 과학자들은 타이탄의 전리층 내에서 질소, 탄소 및 수소가 태양광과 토성의 자기권에서 나오는 에너지 입자의 영향을 받는다는 것을 이해했습니다. 이러한 노출은 이러한 요소가 더 복잡한 프리바이오틱 화합물로 변형되는 과정을 유도하고, 이는 낮은 대기로 표류하여 결국 표면에 도달하는 것으로 생각되는 두꺼운 유기 에어로졸을 형성합니다.
단순한 분자가 복잡한 유기 분자를 형성하는 과정이 과학자들에게 수수께끼로 남아 있기 때문에 이것은 많은 관심의 대상이었습니다. 탄소 사슬 음이온의 탐지 덕분에 이것은 끝이 날 수 있었지만 그들의 발견은 완전히 예상치 못한 일이었습니다. 이 분자는 반응성이 높기 때문에 다른 물질과 결합하기 전에 타이탄의 대기에서 오래 지속되지 않을 것으로 예상됩니다.
그러나 데이터에 따르면 탄소 사슬은 달에 가까워질수록 고갈되는 반면 더 큰 에어로졸 분자의 전구체는 급속한 성장을 겪는다. 이것은 사슬이 더 큰 분자를 '씨딩'함으로써 둘 사이에 밀접한 관계가 있음을 시사합니다. 이미 과학자들은 이 분자가 수십억 년 전에 지구에서 생명체가 형성되는 과정의 중요한 부분이었다고 주장해 왔습니다.
빛의 후광이 토성의 위성 타이탄을 둘러싸고 있는 이 역광 사진에서 대기를 보여줍니다. 출처: NASA/JPL/우주과학연구소
그러나 타이탄에서의 그들의 발견은 우주 전체에 생명체가 어떻게 출현하기 시작했는지를 나타낼 수 있습니다. 연구의 주 저자이자 University College London인 Dr. Ravi Desai는 ESA에서 설명했습니다. 보도 자료 :
“우리는 행성과 같은 대기에서 탄소 사슬 음이온을 처음으로 명확하게 식별했으며, 이는 달의 큰 연무 입자와 같이 더 크고 더 복잡한 유기 분자가 성장하는 생산 라인의 중요한 디딤돌이라고 믿습니다. 이것은 성간 매질에서 알려진 과정이지만 이제 우리는 완전히 다른 환경에서 그것을 보았고, 이는 이것이 복잡한 유기 분자를 생성하는 보편적인 과정을 나타낼 수 있음을 의미합니다.'
조밀한 질소와 메탄 대기와 태양계에서 가장 복잡한 화학 물질이 존재하기 때문에 많은 사람들이 타이탄을 지구의 초기 대기와 유사하다고 생각합니다. 수십억 년 전, 후속적으로 산소를 축적할 수 있는 미생물이 출현하기 전에 지구는 질소, 이산화탄소 및 불활성 가스로 구성된 두꺼운 대기를 가졌을 가능성이 있습니다.
따라서 타이탄은 종종 지구에 생명체가 탄생했을 수 있는 화학 반응을 연구할 수 있는 일종의 행성 실험실로 간주됩니다. 그러나 생명의 성분을 향한 보편적인 경로를 찾는 전망은 지구를 훨씬 뛰어넘는 의미를 내포하고 있습니다. 사실, 천문학자들은 외계행성에서 이와 동일한 분자를 찾기 시작할 수 있습니다. 어떤 것이 생명체를 생성할 수 있는지 결정하기 위한 시도입니다.
이 그림은 토성의 북반구 위의 카시니가 22번의 그랜드 피날레 잠수 중 하나를 보여줍니다. 크레딧: NASA/JPL-Caltech
집에서 가까운 곳에서 이번 발견은 우리 태양계에서 생명체를 찾는 데에도 중요할 수 있습니다. '문제는 명왕성이나 트리톤과 같은 다른 질소-메탄 대기나 비슷한 성질을 가진 외계행성에서도 일어날 수 있다는 것입니다.' 물었다 데시아. 그리고 Cassini-Huygens 미션의 프로젝트 과학자인 Nicolas Altobelli는 추가 :
'Cassini의 이러한 고무적인 결과는 초기 지구와 유사한 대기에서 복잡한 유기 분자가 어떻게 생성되는지 이해하기 위해 작은 화학 종에서 큰 화학 종으로의 여정을 추적하는 것이 중요함을 보여줍니다. 여우리는 생명체 자체를 감지하지 못했고 타이탄뿐만 아니라 혜성과 성간 매질 전체에서 복잡한 유기물을 발견했지만 우리는 확실히 그 전구체를 찾는 데 가까워지고 있습니다.'
카시니의 ' 빅 피날레 ', 13년 간의 토성 및 그 위성 주위의 임무의 절정은 2017년 9월 15일에 종료될 예정입니다. 실제로 이 기사의 작성 시점에서 임무는 약 1개월 18일 후에 종료됩니다. , 16시간 10분. 토성의 고리 사이를 마지막으로 통과한 후 탐사선은 시스템 위성의 오염을 방지하기 위해 토성의 대기로 궤도를 이탈합니다.
그러나 다음과 같은 미래의 임무는 제임스 웹 우주 망원경 , ESA의 그릇 임무 및 지상 기반 망원경 영혼 앞으로 몇 년 동안 중요한 외계 행성을 발견할 것으로 예상됩니다. 공통 요소를 유기 분자로 변환하는 데 어떤 종류의 분자가 본질적인 것인지 구체적으로 아는 것은 거주 가능한(또는 사람이 거주하는) 행성에 대한 검색 범위를 좁히는 데 확실히 도움이 될 것입니다!
추가 읽기: 이것 , 천체 물리학 저널 편지