Рентгеновское излучение Солнца может создать структурные элементы ДНК на Титане

Несмотря на то, что эффект может происходить лишь периодически, когда попадание метеорита приносит воду на поверхность спутника, открытие подтверждает теорию о том, что Титан может быть готов для жизни.

В некотором роде Титан имеет больше общего с Землёй, чем с каким-либо другим объектом солнечной системы. На нём есть континенты, озёра, облака и возможно даже дождь – но там, где у Земли камень и вода, у Титана – лёд и метан. Кроме того, под ледяным слоем на Титане может таиться океан жидкой воды, в котором может присутствовать жизнь.

С его богатой азотом атмосферой и изобилием органических веществ Титан похож на модель ранней Земли.

Но как появилась жизнь на Земле, может быть, сходный процесс имеет шансы на Титане? На протяжении десятилетий учёные пытаются воссоздать появление жизни на ранней Земле, подвергая вещества, которые предположительно могли там присутствовать, воздействию электричества или фотонов высокой энергии. Первый такой опыт под названием эксперимент Миллера—Юри был проведён в начале 1950-х и произвёл аминокислоты, структурные элементы протеинов.

50 лет спустя многие учёные расширили оригинальную идею Стэнли Миллера и Гарольда Юри с использованием разнообразных энергетических источников и газов, которые имитировали условия не только на Земле, но и на межзвёздных пылевых частицах и на Титане.

В 1984 команда с участием Карла Сагана создала аденин, один из пяти основных элементов ДНК и РНК, в условиях приближенных к Титану, при помощи электрической искры, которая должна была имитировать молнию.

Но до сих пор на Титане не было обнаружено никаких признаков молнии. И до настоящего времени исследования подобной Титану атмосферы с фотонами, как те, что он получает от Солнца, производили лишь органические элементы, такие как бензол – и никаких элементов ДНК.

Теперь исследователи под руководством Серджио Пиллинга из Католического университета Рио-де-Жанейро в Бразилии впервые получили основной аденин при помощи фотонов.

Вместо использования ультрафиолетового излучения, как было в предыдущих экспериментах, они применили низкую энергию, или “мягкие” рентгеновские лучи. Мягкие рентгеновские лучи могут глубже проникать в атмосферу Титана и достигать более плотных областей (чем УФ).

Исследователи смоделировали существующую атмосферу Титана с помощью смеси газообразного азота и метана и добавили воду, чтобы имитировать условия, когда спутник атакуется кометами, содержащими воду или астероидами – ситуация, чаще происходившая в ранней солнечной системе.
Замёрзший слой солёного водного льда находился под этой 'атмосферой' и вызвал конденсацию газа в жидкие капли, подобно росе, оседающей на ледяной поверхности Титана.

Затем учёные атаковали установку рентгеновскими лучами в течение трёх дней, воспроизводя излучение, которое Титан получал бы от Солнца на протяжении более 7 миллионов лет. После этого по прежнему ледяная поверхность содержала некоторые органические элементы, но их нельзя было назвать структурными элементами жизни.

Но когда они нагрели образцы до комнатной температуры, появился аденин.

Это означает, что очагу прото-жизни на Титане необходим дополнительный источник тепла, чтобы активизироваться. Если бы в истории Титана наступил тёплый период, возможно под воздействием вулканической активности или ударам метеоритов, примитивная жизнь могла бы получить шанс развиться там, считают исследователи.

А в течение следующих нескольких миллиардов лет Титан должен будет нагреваться, когда Солнце превратится в красный гигант, раздувшись до настоящей орбиты Земли.

(Фото: NASA/JPL/Space Science Institute)