Спутник Сатурна Титан обладает рядом характеристик, поразительно напоминающих Землю. Его поверхность характеризуется наличием обширных озер и морей, содержащих жидкость. В отличие от земных водоемов, эти резервуары заполнены углеводородами, например, метаном и этаном. Эти вещества испаряются, конденсируются в облака и выпадают в виде осадков, создавая цикл, схожий с круговоротом воды на Земле.
Исследователи считают, что такие процессы могут сыграть роль в зарождении жизни на Титане. В статье, опубликованной в International Journal of Astrobiology, изучается возможность формирования на спутнике протоклеточных структур — везикул. Эти структуры, представляющие собой пузырьки из жировых молекул, обладают внутренней полостью, заключенной в мембрану, что делает их схожими с примитивными клетками.
«Обнаружение везикул на Титане стало бы свидетельством возрастающей организации и усложнения среды, что является обязательным фактором для возникновения жизни », — уточнил планетолог Конор Никсон, сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда NASA.
Никсон и физико-химик Кристиан Майер из Университета Дуйсбурга-Эссена (Германия) провели исследование, посвященное тому, как неорганические соединения могли преобразоваться в живые организмы на Земле в результате динамических воздействий, включая брызги и штормы. Их гипотеза заключается в том, что на Титане везикулы способны образовываться благодаря сложному процессу, который может реализоваться только на небесных телах, обладающих циклом жидких веществ.
Сначала происходит метановый дождь, посредством которого молекулы переносятся из атмосферы на поверхность озера. Эти молекулы, известные как амфифилы, обладают полярной частью, склонной к взаимодействию с жидкостями, и неполярной, взаимодействующей с жирами.
«Обнаруженные в ходе миссии Cassini органические нитрилы демонстрируют амфифильные характеристики и способны к самоорганизации в средах, не содержащих полярных растворителей », — отмечают исследователи.
Молекулы способны осаждаться на водной поверхности, формируя тонкую пленку. При попадании капель жидкости на этот слой, они покрываются амфифильными веществами и, отскакивая, порождают туман, состоящий из микроскопических пузырьков. Повторное погружение в озеро приводит к образованию двойного слоя мембраны, что обеспечивает стабильность везикул. Заслуживает внимания тот факт, что подобная двухслойная структура играет важную роль в биологических клетках.
Везикулы затем подвергаются процессу, который можно сравнить с «естественным отбором»: более устойчивые структуры сохраняются и накапливаются, а менее стабильные – разрушаются. В результате этого возможно увеличение сложности и расширение функциональных возможностей, что имеет сходство с начальными этапами биологической эволюции.
Подтверждение этой гипотезы революционизирует наше понимание возникновения жизни из неорганических веществ. Для проверки теории можно использовать лазерный анализ, исследование рассеяния света и спектроскопию комбинационного рассеяния, которые позволят выявить амфифилы в атмосфере Титана.
Несмотря на то, что миссия NASA Dragonfly, запланированная для достижения спутника в 2034 году, не будет включать оборудование для поиска везикул, аппарат все же проведет химический анализ. Он позволит определить, происходят ли на Титане сложные химические реакции. Полученные данные помогут выяснить, уникальна ли Земля или же жизнь может возникать при наличии подходящих условий в различных точках Вселенной.