ESA : ¿Un motor universal de la química prebiótica en Titán?

http://www.esa.int/esl/ESA_in_your_country/Spain/Un_motor_universal_de_la_quimica_prebiotica_en_Titan

Titan's complex atmosphere

¿UN MOTOR UNIVERSAL DE LA QUÍMICA PREBIÓTICA EN TITÁN?

26 julio 2017

La misión internacional Cassini ha detectado por sorpresa una molécula que resulta fundamental en la producción de moléculas orgánicas complejas en la neblinosa atmósfera de Titán.

Esta luna saturniana presenta una densa atmósfera de nitrógeno y metano con una de las químicas más complejas conocidas en el Sistema Solar. Se cree que incluso podría parecerse a la atmósfera de las primeras fases de la Tierra, antes de la formación de oxígeno. Así, Titán puede considerarse un laboratorio a escala planetaria para estudiar e intentar comprender las reacciones químicas que podrían haber dado lugar a la vida en la Tierra y que podrían estar desarrollándose en planetas situados alrededor de otras estrellas.

En la atmósfera superior de Titán, el nitrógeno y el metano se hallan expuestos a la energía del Sol y a las partículas energéticas de la magnetosfera saturniana. Estas fuentes de energía desencadenan reacciones de nitrógeno, hidrógeno y carbono, que originan compuestos prebióticos más complicados.

Estas grandes moléculas descienden hacia la baja atmósfera, formando una densa neblina de aerosoles orgánicos que se cree que podrían llegar a la superficie. No obstante, el proceso según el cual las moléculas simples de la alta atmósfera se transforman en la neblina orgánica compleja a altitudes menores es complicado y difícil de determinar.

Chemistry in Titan’s atmosphere

Un resultado sorprendente de la misión Cassini ha sido el descubrimiento de un tipo concreto de molécula cargada negativamente en Titán. Los científicos no preveían encontrar estos iones con carga negativa, o ‘aniones’, dado que son altamente reactivos y no deberían durar mucho en la atmósfera de Titán antes de combinarse con otros materiales. Su detección ha dado un vuelco a nuestros conocimientos actuales de la atmósfera de esta luna.

En nuevo estudio publicado en Astrophysical Journal Letters, los científicos identifican algunos de los tipos cargados negativamente como ‘aniones de cadena carbonada’. Se entiende que estas moléculas lineales son los componentes de moléculas más complejas y podrían ser la base de las formas más antiguas de vida en la Tierra.

Las detecciones se efectuaron con el espectrómetro de plasma de Cassini, denominado CAPS, mientras la misión atravesaba la alta atmósfera de Titán, entre 950 y 1.300 km por encima de la superficie. Cabe destacar que los datos mostraron que las cadenas de carbonos se iban agotando cuanto menor era la distancia a la luna, mientras que los precursores de moléculas de aerosoles mayores iban aumentando rápidamente, lo que sugiere una estrecha relación entre ambos, con las cadenas dando lugar a las moléculas mayores.

“Por primera vez hemos identificado claramente aniones de cadena carbonada en una atmósfera planetaria, iones que consideramos clave a la hora de producir moléculas orgánicas más grandes y complejas, como las grandes partículas que forman la bruma de Titán”, indica Ravi Desai, del University College London y autor principal del estudio.

“Se trata de un proceso conocido en el medio interestelar, pero que ahora hemos visto en un entorno completamente distinto, por lo que podría representar un proceso universal que da lugar moléculas orgánicas complejas”.

“La pregunta es: ¿podría suceder lo mismo en otras atmósferas formadas por nitrógeno y metano, como Plutón o Tritón, o en exoplanetas con propiedades similares?”

“La idea de una proceso universal que dé lugar a los ingredientes para la vida determinaría lo que debemos buscar si queremos encontrar vida en el Universo”, explica Andrew Coates, también del University College London, coautor del estudio y coinvestigador de CAPS.

“Titán constituye un ejemplo local de química exótica y apasionante de la que tenemos mucho que aprender”.

Los 13 años de odisea de Cassini en el sistema saturniano pronto llegarán a su fin, pero misiones futuras como el telescopio espacial James Webb (JWST) y la misión de búsqueda de exoplanetas PLATO de la ESA cuentan con lo necesario para identificar este proceso, no solo en nuestro Sistema Solar sino también más allá. Además, instalaciones terrestres avanzadas como ALMA también serían capaces de llevar a cabo desde la Tierra observaciones de seguimiento de este proceso que se está produciendo en la atmósfera titánica.

“Estos reveladores resultados de Cassini muestran la importancia de rastrear el recorrido desde las especies químicas menores a las mayores, para así comprender cómo se producen las moléculas orgánicas más complejas en atmósferas similares a las de la antigua Tierra”, añade Nicolas Altobelli, científico del proyecto Cassini de la ESA.

“Aunque no hemos detectado vida como tal, encontrar sustancias orgánicas complejas, y no solo en Titán, sino también en cometas y a lo largo del medio interestelar, nos acerca cada vez más al descubrimiento de sus precursores”.

Nota para los editores

“Carbon chain anions and the growth of complex organic molecules in Titan’s ionosphere”, de R. T. Desai et al., está publicado en Astrophysical Journal Letters.

Cassini-Huygens es un proyecto conjunto de la NASA, la ESA y la ASI, la agencia espacial italiana.

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Ravi Desai

Mullard Space Science Laboratory, University College London

Email: r.t.desai@ucl.ac.uk

Andrew Coates

Mullard Space Science Laboratory, University College London