Исследователи NASA подтвердили существование в атмосфере Титана винилцианида, который является органическим соединением, которое потенциально может обеспечить клеточные мембраны для микробной жизни, образующиеся в обширных метановых океанах Титана. Если это правда, это может доказать нам, что жизнь может процветать без вездесущей H2O.
Клеточные мембраны на Земле состоят из фосфолипидов: молекулярных цепей с фосфористыми кислородными «головками» и «хвостами» из углеродной цепи, которые связываются друг с другом с образованием гибкой мембраны в воде. Жизнь на основе метана, если она существует, нуждается в альтернативе земной жизни на основе фосфолипидов и откроет гораздо более широкий круг планет и спутников для поиска внеземной жизни. Одной из возможных альтернатив является винилцианид.
Космический аппарат Cassini впервые предположил присутствие винилцианида на спутнике Сатурна с помощью своего масс-спектрометра, но потребовался очень чувствительный взгляд субмиллиметрового комплекса радиотелескопов ALMA в пустыне Атакама (Чили), чтобы подтвердить, что винилцианид, действительно, есть на Титане.
Морин Палмер, исследователь Центра космических полетов им. Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, и ведущий автор статьи, посвященной исследованиям, в Science Advances, собрала архивные данные ALMA и увидела винилцианид в атмосфере Титана на высотах более 200 километров, с самыми высокими концентрациями в районах над южным полюсом Титана.
В условиях низких температур на Титане, достигающих -179 градусов по Цельсию, органические молекулы в атмосфере образуют капельки, которые выпадают на поверхность, чтобы заполнить озера и моря метана в погодном цикле, подобном круговороту воды на Земле. Там они потенциально могут создавать простые, микроскопические формы жизни. Группа Палмера провела исследования в области моделирования, которые показали, что в Море Лигейи, северном озере Титана, имеется достаточное количество винилцианида, чтобы образовать около 10 миллионов клеток на кубический сантиметр, что примерно в 10 раз больше, чем бактерии в прибрежных океанах.
Еще предстоит доказать, что винилцианид может производить жизнь, но более раннее исследование ученых Корнелльского университета, которое также было опубликовано в Science Advances, сделало его интригующей перспективой. Исследователи Корнелла, возглавляемые профессором химической и биологической инженерии Паулетт Клэнси, решили выяснить, могут ли молекулы, существующие на Титане, образовывать клеточные мембраны, называемые азотосомами, которые могут образовываться в условиях жидкого метана Титана.
Фосфор и кислород, обнаруженные в мембранах земных клеток, не существуют в холодных метановых океанах Титана, поэтому любые клеточные мембраны должны быть основаны на азоте, водороде и углероде, которые обильны на Титане. Моделирование различных молекул, содержащих эти элементы, показало, что винилцианид представляет собой молекулу, которая, скорее всего, образует стабильную и гибкую мембрану, функционирующую, подобно земной, в условиях Титана.
Тем не менее, жизнь на основе винилцианида, как и любая другая, столкнется с немалыми трудностями в условиях Титана. Тем не менее, Палмер говорит, что «если мембраны могут быть созданы в лаборатории с симуляцией океанских условий Титана, это сделает нас более оптимистичными в отношении их действительного формирования там».
Она также отмечает, что из-за своей богатой атмосферной химии и жидкой среде на поверхности Титан является «интересной химической лабораторией для изучения границ возможной биохимии для создания жизни».
Паулетт Клэнси заявляет, что «результаты Палмер стали «впечатляющим подтверждением нашего предсказания… показывающими силу молекулярного моделирования, чтобы сфокусироваться на самых перспективных кандидатах на жизнь в условиях, которые трудно воссоздать в лаборатории».
Мескальтитан — город на воде