Вчені NASA здійснили несподіване відкриття на супутнику Сатурна, що змінює погляди на зародження життя у космосі

Науковці з Технологічного університету Чалмерса (Швеція) спільно з NASA зробили відкриття, яке суперечить одному з базових правил хімії й може пролити світло на походження життя у Сонячній системі. Під час дослідження умов на найбільшому супутнику Сатурна — Титані — вчені з’ясували, що в його надзвичайно холодному середовищі здатні поєднуватися речовини, які за нормальних умов ніколи б не змішалися.

Дослід показав, що метан, етан і ціанистий водень, які у великих кількостях присутні в атмосфері та на поверхні Титана, можуть взаємодіяти, утворюючи нові стабільні структури. Найдивовижнішим стало те, що високополярна молекула ціанистого водню утворює кристали з неполярними вуглеводнями — метаном і етаном. У звичайних умовах ці речовини поводяться «як вода й олія» — не змішуються зовсім.

Як пояснює керівник дослідження, доцент кафедри хімії Мартін Рам, ці відкриття можуть змінити наше розуміння геології Титана, де існують озера, моря та дюни, утворені з вуглеводнів. Крім того, ціанистий водень може відігравати ключову роль у додобіотичній хімії — процесах, що передували появі життя. Саме з нього можуть утворюватися амінокислоти та нуклеобази, з яких складаються білки й генетичний код.

Джерела відкриття сягають експериментів у лабораторії NASA Jet Propul­sion Lab­o­ra­to­ry (JPL), де дослідники змішували ціанистий водень із метаном і етаном при температурах близько –180°C. За допомогою лазерної спектроскопії вони зафіксували утворення нових структур, які неможливо пояснити класичними хімічними моделями. Команда з Чалмерса за допомогою комп’ютерного моделювання підтвердила, що при таких температурах вуглеводні можуть проникати в кристалічну решітку ціанистого водню, утворюючи стійкі кристали-«співмешканці» (co-crys­tals).

Результати дослідження, опубліковані в журналі PNAS, кидають виклик відомому хімічному принципу «подібне розчиняє подібне», але водночас розширюють його межі. Як зазначає Рам, це приклад того, що навіть універсальні закони можуть мати винятки у надекстремальних умовах, таких як на Титані.

У 2028 році NASA планує запустити місію Drag­on­fly, яка прибуде на Титан у 2034-му. Дрон-дослідник вивчатиме поверхню супутника та шукатиме сліди додобіотичної хімії. Науковці сподіваються, що нові дані допоможуть перевірити гіпотезу про можливість існування подібних хімічних процесів не лише на Титані, а й у холодних регіонах Всесвіту — від комет до міжзоряних хмар.