הירח הגדול ביותר של שבתאי טיטאן הוא מקום מרתק באמת. מלבד כדור הארץ, זה המקום היחיד במערכת השמש שבו מתרחשת גשם ויש חילופים אקטיביים בין נוזלים על פני השטח לערפל באטמוספירה - אם כי עם מתאן במקום מים . גם הלחץ האטמוספרי שלו דומה לזה של כדור הארץ, והוא הגוף הנוסף היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה צפופה ועשירה בחנקן.
במשך זמן מה, אסטרונומים ומדענים פלנטריים שיערו כי לטיטאן יש גם את התנאים הפרה-ביוטיים הדרושים לחיים. אחרים, בינתיים, טענו שהיעדר מים על פני השטח שולל את האפשרות של חיים שקיימים שם. אבל לפי מחקר שנערך לאחרונה על ידי צוות מחקר מאוניברסיטת קורנל, התנאים על פני השטח של טיטאן עשויים לתמוך ביצירת חיים ללא צורך במים.
כשמדובר בחיפוש אחר חיים מעבר לכדור הארץ, מדענים מתמקדים ביעדים שיש להם את המרכיבים הדרושים לחיים כפי שאנו מכירים אותם - כלומר חום, אטמוספירה בת קיימא ומים. זוהי בעצם גישת 'הפרי התלוי נמוך', שבה אנו מחפשים תנאים הדומים לאלה כאן על פני כדור הארץ. טיטאן - שהוא קר מאוד, מרוחק למדי מהשמש שלנו, ויש לו אווירה סמיכה ומעורפלת - לא נראה כמו מועמד בר-קיימא, בהתחשב בקריטריונים האלה.
תרשים של המבנה הפנימי של טיטאן לפי המודל הצפוף-אוקיינוס המובחן במלואו. קרדיט: ויקיפדיה קומונס/קלווינסונג
עם זאת, לפי צוות המחקר של קורנל - בראשותו של ד'ר מרטין רם - טיטאן מציג הזדמנות לראות כיצד חיים יכולים להופיע בתנאים שונים, כאלה שהם הרבה יותר קרים מכדור הארץ ואינם כוללים מים.
המחקר שלהם - שכותרתו ' פולימורפיזם ומבנה אלקטרוני של פוליאמין והמשמעות הפוטנציאלית שלו לכימיה פרה-ביוטית בטיטאן ” – הופיע לאחרונה ב-Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). בו בחנו רהם ועמיתיו את התפקיד שעשוי למלא מימן ציאניד, אשר מאמינים כי הוא מרכזי בשאלת מקור החיים, באטמוספירה של טיטאן.
ניסויים קודמים הראו שמולקולות מימן ציאניד (HCN) יכולות להתחבר יחד ליצירת polyimine, פולימר שיכול לשמש כמבשר לחומצות אמינו וחומצות גרעין (הבסיס לתאי חלבון ול-DNA). סקרים קודמים הראו גם שמימן ציאניד הוא המולקולה המכילה מימן הנפוצה ביותר באטמוספירה של טיטאן.
כפי שפרופסור לונין - פרופסור דיוויד סי דאנקן למדעי הפיזיקה ומנהל מרכז קורנל לאסטרופיזיקה ומדע פלנטרי ומחבר שותף של המחקר - אמר ליקום היום באמצעות דואר אלקטרוני: 'מולקולות אורגניות, אגמים נוזליים וימים (אבל של מתאן, לא מים) וכמות מסוימת של אנרגיה סולארית מגיעה לפני השטח. אז זה מצביע על אפשרות של סביבה שעשויה לארח צורת חיים אקזוטית.'
האווירה העבה והמעורפלת של טיטאן עשויה להסתיר רמזים לגבי האפשרות של תנאים מעניקים חיים על פני השטח שלו. קרדיט: NASA/JPL/SSI/J. גדול
באמצעות חישובים מכאניים קוונטיים, צוות קורנל הראה שלפולימין יש תכונות אלקטרוניות ומבניות שיכולות להקל על כימיה פרה-ביוטית בתנאים קרים מאוד. אלה כרוכים ביכולת לספוג ספקטרום רחב של אור, אשר צפוי להתרחש בחלון של שקיפות יחסית באטמוספירה של טיטאן.
עוד היא העובדה שלפולימין יש עמוד שדרה גמיש, ולכן יכול לקבל על עצמו מבנים רבים ושונים (המכונה גם פולימורפים). אלה נעים בין יריעות שטוחות למבנים מפותלים מורכבים, שקרובים יחסית באנרגיה. חלק מהמבנים הללו, לפי הצוות, יכולים לפעול להאצת תגובות כימיות פרה-ביוטיות, או אפילו ליצור מבנים שיכולים לשמש כמארחים עבורם.
'פולימין יכול ליצור יריעות', אמר לונין, 'שכמו חימר עשוי לשמש משטח קטליטי לתגובות פרה-ביוטיות. אנחנו גם מוצאים שהפולימין סופג את אור השמש שבו האטמוספירה של טיטאן שקופה למדי, מה שעשוי לעזור להמריץ תגובות.'
בקצרה, הנוכחות של פוליאמין עשויה לגרום לכך שפני השטח של טיטאן מקבל את האנרגיה הדרושה לו כדי להניע תגובות פוטוכימיות הנחוצות ליצירת חיים אורגניים, ושהוא יכול אפילו לסייע בפיתוח החיים האלה. אבל כמובן, לא נמצאה עדות לכך שפולימין הופק על פני השטח של טיטאן, מה שאומר שממצאי המחקר הללו עדיין אקדמיים בשלב זה.
המשימות המוצעות לטיטאן כללו (משמאל לימין) את ה-TALISE (סייר הדגימה באתרו של אגם טיטאן) ואת ה-Titan Mare Explorer של נאס'א. קרדיט: bisbos.com
עם זאת, לונין וצוותו מציינים שייתכן מאוד שהמימן ציאניד הוביל ליצירת פוליאמין על טיטאן, ושיכול להיות שהוא פשוט נמלט מזיהוי בגלל האטמוספירה העכורה של טיטאן. הם גם הוסיפו כי משימות עתידיות לטיטאן יוכלו לחפש סימנים של הפולימר, כחלק ממחקר מתמשך על האפשרות של חיים אקזוטיים שיופיעו בחלקים אחרים של מערכת השמש.
'נצטרך מטען מתקדם על פני השטח כדי לדגום ולחפש פוליאמינים,' ענה לונין, 'או אולי על ידי ספקטרומטר מהדור הבא ממסלול. שני אלה הם 'מעבר לקאסיני', כלומר, הדור הבא של המשימות'.
אולי כשג'ונו תסיים לסקר את האטמוספירה של צדק בעוד שנתיים, נאס'א עשויה לשקול לבחון מחדש את טיסת טיטאן? אחרי הכל, ג'ונו תוכננה במיוחד כדי להציץ מתחת לצעיף של עננים עבים. הם לא באים הרבה יותר עבים מאשר על טיטאן!
לקריאה נוספת: PNAS