Ученые из IBM Research определили расположение множества молекул толинов, составляющих туманную атмосферу Титана, подобно тому, как это происходило в атмосфере молодой Земли.
Титан, самый большой спутник Сатурна, представляет собой одно из самых интересных объектов в Солнечной системе и является многообещающим местом для поиска жизни. Как и на Земле, на Титане существует плотная атмосфера, состоящая в основном из азота, там формируются облака, которые вызывают дожди, а реки впадают в глубокие моря. Несмотря на значительное удаление от Солнца, температура на Титане крайне низкая, что обусловило формирование «водоемов» и облаков не из воды, а из простых углеводородов, главным образом метана.
По мере подъема в атмосферу он взаимодействует с азотом и другими газами, а под воздействием солнечного излучения вступает в реакцию с ними, формируя смесь сложных органических соединений — толинов. Они присутствуют на множестве тел, расположенных во внешней Солнечной системе, где есть метановый лед, « украшая» их можно различить по оранжево-бурым пятнам. Мелкие частицы этих веществ непрерывно находятся в атмосфере Титана, что значительно снижает ее прозрачность. Полагают, что атмосфера молодой Земли до появления первых фотосинтезирующих бактерий, изменивших ее состав, была аналогичной.
Это вызывает значительный интерес ученых к атмосфере Титана, несмотря на то, что даже состав молекул, формирующих ее туманности, остается недостаточно изученным. Европейским ученым из IBM впервые удалось воспроизвести эти соединения в лабораторных условиях и определить структуру более сотни сложных толинов, используя атомно-силовой микроскоп для их непосредственного изучения. Об этом специалисты сообщают в статье, опубликованной в The Astrophysical Journal Letters, а также в официальном блоге IBM Research.
В стальную емкость авторами работы была помещена смесь метана и азота, после чего реакции между этими газами инициировались с помощью электрических разрядов. Образовавшиеся газы подвергли замораживанию и поместили под атомно-силовой микроскоп для получения изображений с атомарным разрешением. Благодаря этому стало возможным определить их структуру и отследить многочисленные процессы трансформации, начинающиеся с метана. По мнению ученых, подобные структуры обладают способностью эффективно поглощать ультрафиолетовое излучение, что, вероятно, могло служить защитой для молекул ДНК от радиационного повреждения на поверхности ранней Земли».