Дослідження NASA показало, що компартменти, схожі на клітини, відомі як везикули, можуть утворюватись природним шляхом у водоймах місяця Сатурна Титан.
Титан є єдиним відомим з усіх світів, крім Землі, на якому є рідина на поверхні. Проте водойми Титана не заповнені водою, а містять рідкі вуглеводні, зокрема етан і метан.
На Землі вважається, що рідка вода була необхідною для виникнення життя, таким, яким ми його знаємо. Багато астробіологів зацікавлені у можливості, що рідини Титана також можуть створити сприятливе середовище для формування молекул, необхідних для виникнення життя – як у знайомому нам вигляді, так і можливо у формі, якої ми ще не знаємо.
Нове дослідження NASA, опубліковане в Міжнародному журналі астробіології, описує процес, за якого стабільні везикули можуть утворюватись на Титані, ґрунтуючись на сучасних знаннях про атмосферу і хімію місяця. Формування таких компартментів є важливим кроком у створенні попередників живих клітин (протоклітин).
Цей процес включає молекули, відомі як амфіфіли, які можуть самоорганізовуватись у везикули за певних умов. На Землі ці полярні молекули мають дві частини: гідрофобний (водо-негативний) кінець і гідрофільний (водо-позитивний) кінець. Коли вони перебувають у воді, групи таких молекул можуть згрупуватись і утворити кулькоподібні сфери, подібні до мильних бульбашок, де гідрофільна частина молекули звернута назовні для взаємодії з водою, ‘захищаючи’ гідрофобну частину всередині сфери. За належних умов можуть утворюватись два шари, створюючи клітиноподібну кулю з білої мембрани, яка вміщує кишеню води всередині.
Однак, при розгляді утворення везикул на Титані, вчені повинні були врахувати надзвичайно відмінне середовище від ранньої Землі.
Титан є найбільшим місяцем Сатурна і другим за розміром у нашій сонячній системі. Це також єдиний місяць у нашій системі, що має значну атмосферу.
Туманна, золота атмосфера Титана довгий час залишалась загадкою для людства. Проте, коли в 2004 році космічний апарат NASA Cassini досягнув Сатурна, наші уявлення про Титан назавжди змінились.
Завдяки Cassini ми дізнались, що Титан має складний метеорологічний цикл, який активно впливає на поверхню. Основу атмосфери Титана складає азот, але також є значна кількість метану (CH4). Цей метан утворює хмари і дощ, який випадає на поверхню, викликаючи ерозію і формуючи річкові канали, які заповнюють водойми і моря. Потім ця рідина випаровується під сонячним світлом, утворюючи нові хмари.
Ця атмосферна активність також сприяє складній хімії. Енергія від Сонця розриває молекули, такі як метан, а їх частини знову формуються у складні органічні молекули. Багато астробіологів вважають, що ця хімія може навчити нас, як молекули, необхідні для виникнення життя, формувались і еволюціонували на ранній Землі.
Новий дослідження врахувало, як везикули можуть утворюватись у крижаних умовах гідрокарбонових озер і морів Титана, зосередившись на краплях морського спрею, які піднімаються вгору від бризок дощу. На Титані як краплі спрею, так і поверхня моря можуть бути покриті шарами амфіфілів. Якщо крапля потрапляє на поверхню водойми, два шари амфіфілів зливаються, утворюючи подвійний (або білий) везикул, що охоплює початкову краплю. З часом багато таких везикул розподіляться по водоймі та взаємодіятимуть і змагатимуться у еволюційному процесі, який може призвести до первісних протоклітин.
Якщо цей запланований шлях відбувається, це підвищить наше розуміння умов, при яких може виникнути життя.
“Існування будь-яких везикул на Титані свідчить про зростання порядку і складності, які є необхідними умовами для виникнення життя,” пояснює Конор Ніксон з Космічного центру Годдарда NASA у Грінбелті, штат Меріленд. “Ми вражені цими новими ідеями, оскільки вони можуть відкрити нові напрямки в дослідженні Титана і змінити наш підхід до пошуків життя на Титані в майбутньому.”
Першою місією NASA до Титана стане майбутній роторний апарат Dragonfly, який досліджуватиме поверхню місяця Сатурна. Хоча водойми Титана не є кінцевою метою Dragonfly (і місія не буде обладнана приладом для виявлення таких везикул), апарат планує літати з одного місця на інше для дослідження складу поверхні, проведення атмосферних і геофізичних вимірювань, а також для характеристики сприятливості середовища Титана.
