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카시니 우주선이 토성을 향해 날고있는 동안, 지구의 화학자들은 토성의 달인 타이탄의 대기를 통해 비가 내리는 것과 같이 소성 오염을 만들고 있습니다.
과학자들은 유기 고체가 수십억 년 동안 타이탄의 하늘에서 떨어지고 있으며 생명을 향한 다음 화학 단계의 발판이 될 화합물 일 것으로 의심합니다. 그들은 Cassini 과학자들이 Titan 데이터를 해석하고 Titan의 표면에 유기 화학 실험실을 배치 할 미래의 미션을 계획하는 데 도움이되는 University of Arizona 실험실 실험에서 협력합니다.
애리조나 대학교 (University of Arizona)의 마크 에이 스미스 (Mark A. Smith) 실험실의 화학자들은 전자와 함께 타이탄의 대기와 유사한 아날로그를 공격함으로써 타이탄의 하늘에서 응축되는 것과 같은 화합물을 생성합니다. 이것은 "tholins"를 생산합니까? Titan의 상부 질소-메탄 대기에서 발견되는 유기 중합체 (플라스틱). 타이탄의 톨린은 자외선과 전자가 토성의 자기장에서 흘러 나와 만들어집니다.
톨린은 생명의 기본 구성 요소 인 아미노산을 생산하기 위해 용해되어야합니다. 그러나 화학자들은 톨 린이 타이탄의 에탄 / 메탄 호수 나 바다에 녹지 않을 것이라는 것을 알고 있습니다.
그러나 그들은 물이나 암모니아에 쉽게 용해됩니다. 20 년 전의 실험에 따르면 액체 물에 톨린을 녹이면 아미노산이 생성됩니다. 액체 물이 주어지면 타이탄의 원시 스프에 아미노산 양조가있을 수 있습니다.
산소는 지구 생활에 필수적인 요소입니다. 그러나 타이탄의 대기에는 산소가 거의 없습니다.
그러나 작년에 UA의 달과 행성 연구소의 Caitlin Griffith는 Titan의 표면에서 수빙을 발견했습니다. UA의 행성 과학자 조나단 루니 네 (Jonathan Lunine)와 다른 이들은 티탄에서 화산이 분출 할 때이 얼음의 일부가 녹아서 풍경을 가로 질러 흐를 수 있다고 이론을 세웠다. 혜성과 소행성이 타이탄으로 내려 가면 비슷한 흐름이 생길 수 있습니다.
더 좋은 점은 Titan의 물이 약 1,000 년 동안 액체 상태를 유지할 수있는 충분한 암모니아 (부동액)로 묶여 있기 때문에 즉시 얼지 않을 수 있다는 점입니다.
따라서 타이탄은 섭씨 약 94도 (섭씨 -180도 또는 화씨 -300도)로 매우 차갑지 만 물이 표면을 통해 잠시 흐르면서 산소와 화학 물질을 공급할 수 있다고 결론지었습니다.
이 모든 것이 어떻게 작동하는지 더 이해하기 위해 Smith 그룹은 실험실에서 톨린을 생성하고 분광 특성을 분석하고 화학을 이해하려고 노력하고 있습니다.
스미스는“우리는이 화합물이 타이탄 표면의 용융 수와 어떻게 반응하는지, 어떤 화합물을 만들 것인지, 따라서 실제로 무엇을 찾아야하는지 배우려고한다”고 설명했다. “우리는 단지 표면에 대기 플라스틱을 찾는 것이 아니라 수십억 년이 넘는 시간과 에너지 입력의 결과입니다.
“우리는 어떤 종류의 분자가 진화했으며, 원시 지구에서 생물학적 분자가 어떻게 발달했는지에 대한 통찰력을 제공 할 수있는 경로를 따라 진화했는지 여부를 알고 싶습니까? 그는 말했다.
Mark A. Smith, UA 화학 부서 교수 및 책임자
“우리가 실험에서 지금까지 배운 것 중 일부는 이러한 물질이 엄청나게 복잡한 분자의 총 혼합물이라는 것입니까? 스미스가 추가되었습니다. 칼 사간은 지난 10 년 동안 우리와 같은 실험에서 이러한 화합물을 연구했습니다. 우리가 찾은 것은 그의 작품을 보완합니다. 동일한 분광 서명을 볼 수 있습니다.”
그러나 Smith의 연구팀은 매우 반응성이 높고 합리적인 시간 내에 Titan 표면에서 쉽게 반응하여 산소화 화합물을 생성 할 수있는 이들 분자의 성분이 있다는 것을 발견했다.
“그게 우리가 지금 풀기 시작한 것입니까? 스미스가 말했다.
"로렌스 버클리 연구소의 고급 광원에서의 실험에서 이번 가을에 우리의 연구가 훨씬 더 흥미로워 질 것"이라고 덧붙였다. “우리는 싱크로트론을 사용하여 광 화학적으로 톨린을 생성하고, 매우 강력한 광자를 사용하여 진공 자외선에 의해이 타이탄 가스를 분해 할 것입니다.
진공 자외선은 타이탄의 상부 대기에서 질소와 메탄 분자에 부딪쳐 폭발합니다. 과학자들은 이것이 방전에서 형성된 것과 같은 종류의 폴리머를 생산하는지 모른다.
스미스는“질소와 메탄 분자를 빛으로 분해 할 수있게되면 방전이 분리 될 때 형성되는 것과 유사한 중합체를 얻을 수있다”고 말했다. “또는 다른 폴리머를 얻을 수도 있습니다. 화학은 매우 복잡하며, 가장 간단한 질문에 대한 답을 모릅니다. 이것이 바로 버클리에서 실험을하는 이유 중 하나입니다.?
Smith의 실험실에서 진행되는 작업은 NASA의 Cassini Mission 및 Saturn에 대한 후속 임무에 관한 과학자들에게 중요합니다. Cassini 궤도 선은 1997 년에 발사되었으며 12 월에 타이탄 대기에 탐사선을 발사 할 예정입니다. 이 Huygens 프로브는 내년 1 월에 Titan의 표면에 뜹니다.
"티탄의 두꺼운 오렌지 에어로졸 헤이즈 층은 기본적으로 유기 플라스틱의 무리입니까? UA의 화학 부서 책임자 인 Smith는 말했다. "미립자는 결국 Titan 표면에 정착하여 유기 화학을위한 유기 공급 원료를 생산합니다."
Cassini의 Huygens 프로브는이 에어로졸을 실제로 샘플링 한 최초의 기기입니다. 과학자들에게이 물질에 대한 기초적인 화학 정보를 제공 할 것입니다. 그러나 탐사선은 타이탄 표면의 유기 화학에 대해 많은 것을 말하지 않습니다.
로봇 유기 화학 실험실을 포함하는 Titan의 후속 사명은 과학자들에게 표면을 훨씬 더 자세하게 보여줄 것입니다. 실험은 Lunine과 Smith가 Caltech 및 NASA의 Jet Propulsion Laboratory의 연구원들과 공동으로 설계하고 있습니다.
Lunine은 Titan에서 NASA의 Astrobiology Institute 포커스 그룹을 이끌며 Huygens 프로브의 학제 간 Cassini 미션 과학자 3 명 중 한 명입니다.
“우리는 지구에서 생명체가 어떻게 형성되었는지 또는 어떤 행성에서 생겨 났는지 모릅니다. 루닌이 말했다. 지구의 모든 유기 분자가 지금까지 생화학 적으로 처리 되었기 때문에 지구에서 어떻게되었는지에 대한 흔적이 남아 있지 않습니다. 타이탄은 수십억 년 동안 생명이없는 행성 환경에서 유기 화학을 연구 할 수있는 최고의 기회입니다.
원본 출처 : UA 뉴스 릴리스
