Titano, la luna di Saturno, ha sorpreso gli scienziati. Gli astronomi hanno scoperto nella sua atmosfera il ciclopropenilidene (C3H2), una molecola a base di carbonio estremamente rara che è così reattiva che può esistere solo sulla Terra in un ambiente di laboratorio.
In effetti, è così raro che non sia mai stato trovato prima nell'atmosfera, nel sistema solare o in qualsiasi altro luogo. L'unico altro posto in cui la molecola può rimanere stabile è nel vuoto freddo dello spazio interstellare. Ma sulla sua base, è possibile l'emergere di molecole organiche più complesse, che un giorno potrebbero portare alla vita.
“Pensiamo a Titano come a un vero laboratorio, dove vediamo una chimica simile a ciò che era sull'antica Terra quando la vita è nata qui”, ha detto l'astrobiologa Melissa Trainer del Goddard Space Flight Center della NASA.
“Cercheremo molecole più grandi di C3H2, ma abbiamo bisogno di sapere cosa sta succedendo nell'atmosfera per capire le reazioni chimiche che portano a molecole organiche complesse”.
Il ciclopropenilidene, che persino i ricercatori della NASA descrivono come una “piccola molecola molto strana”, non può durare a lungo in condizioni atmosferiche perché reagisce molto rapidamente con le molecole per formare altri composti.
Una volta avvenuta la reazione, il ciclopropenilidene non esiste più. Nello spazio interstellare, qualsiasi gas o polvere è molto freddo e diffuso, il che significa interazioni deboli e può esistere il ciclopropenilidene.
Titano è molto diverso dallo spazio interstellare. Con laghi di idrocarburi, nubi di idrocarburi e un'atmosfera prevalentemente di azoto con poco metano. L'atmosfera è quattro volte più densa di quella della Terra (anch'essa dominata dall'azoto). Gli scienziati pensano che ci sia un enorme oceano di acqua salata sotto la superficie.
Nel 2016, un team di scienziati guidato dallo scienziato planetario Conor Nixon del Goddard Space Flight Center della NASA ha utilizzato l'Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) in Cile per sondare l'atmosfera del titanio alla ricerca di molecole organiche.
La firma della strana molecola è stata trovata nella tenue atmosfera superiore, in alto sopra la superficie. Confrontandolo con un database di profili chimici, il team ha identificato la molecola come ciclopropenilidene. È probabile che la sottigliezza dell'atmosfera a questa altitudine contribuisca alla sopravvivenza della molecola, ma il motivo per cui è apparsa su Titano e non su qualsiasi altro pianeta rimane un mistero.
“Quando ho capito che stavo guardando il ciclopropenilidene, il mio primo pensiero è stato, 'Beh, questo è davvero inaspettato”, ha detto Nixon. “Titano è unico nel nostro sistema solare. Si è rivelato un tesoro di nuove molecole. ”
Il ciclopropenilidene è di particolare interesse perché noto come molecola ad anello; i suoi tre atomi di carbonio sono collegati in un anello (in un triangolo, ma il principio è lo stesso). Sebbene lo stesso ciclopropenilidene non sia noto per svolgere un ruolo biologico, le basi azotate del DNA e dell'RNA sono basate su tali anelli molecolari.
“La loro ciclicità apre un ulteriore ramo della chimica che consente la creazione di molecole biologicamente importanti”, ha detto l'astrobiologo Alexander Thelen del Goddard Space Flight Center della NASA.
Più piccola è la molecola, maggiore è il potenziale che ha – ci si aspetta che le reazioni che coinvolgono molecole più piccole con meno legami avvengano più velocemente delle reazioni che coinvolgono molecole più grandi e complesse. Ciò significa che le reazioni che coinvolgono piccole molecole porteranno a risultati più vari.
Il titanio è già un alveare di attività chimica organica. L'azoto e il metano si decompongono alla luce del sole, provocando una cascata di reazioni chimiche. Se queste reazioni possono portare alla vita è una domanda a cui gli scienziati sono ansiosi di rispondere.
“Stiamo cercando di capire se Titano è abitabile”, ha detto la geologa Rosalie Lopez del Jet Propulsion Laboratory della NASA. “Quindi vogliamo sapere quali composti dell'atmosfera stanno arrivando in superficie, e poi se questo materiale può passare attraverso la crosta di ghiaccio nell'oceano sottostante, perché pensiamo che l'oceano sia dove si trovano le condizioni abitabili”.
Scoprire quali composti sono presenti nell'atmosfera è un passo molto importante in questo processo di ricerca. Il ciclopropenilidene, una molecola estremamente rara, potrebbe essere un elemento chiave nella vita chimica di Titano.
La ricerca è pubblicata su The Astronomical Journal.
Fonti: Foto: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / University of Idaho
