Un type important de molécule qui aide à produire des matières organiques complexes a été détecté dans la haute atmosphère brumeuse de Titan par une équipe dirigée par l'UCL dans le cadre de la mission internationale Cassini-Huygens.

Dans l'étude, Publié dans Lettres de revues astrophysiques , les scientifiques ont identifié des molécules chargées négativement appelées « anions à chaîne carbonée » dans l'atmosphère de Titan, La plus grosse lune de Saturne. Ces molécules linéaires sont considérées comme des blocs de construction vers des molécules plus complexes, et peut avoir servi de base aux premières formes de vie sur Terre.

L'équipe affirme que la découverte des anions de la chaîne carbonée chargés négativement est surprenante car ils sont très réactifs et ne devraient pas durer longtemps dans l'atmosphère de Titan avant de se combiner avec d'autres matériaux. Leur découverte là-bas redéfinit complètement la compréhension actuelle de l'atmosphère brumeuse de la lune.

Les détections ont été faites à l'aide du spectromètre à plasma de Cassini, appelé CAPS, alors que Cassini survolait la haute atmosphère de Titan, 950-1300 km au-dessus de la surface.

De façon intéressante, les données montrent que les chaînes carbonées s'épuisent plus près de la lune, tandis que les précurseurs de molécules d'aérosol plus grosses subissent une croissance rapide. Cela suggère une relation étroite entre les deux, avec les chaînes carbonées « ensemençant » les molécules plus grosses qui sont censées tomber, et déposer sur, la surface.

"Nous avons fait la première identification sans ambiguïté d'anions de chaîne carbonée dans une atmosphère semblable à une planète, qui, selon nous, sont un tremplin essentiel dans la chaîne de production de croissance plus grande, et des molécules organiques plus complexes, comme les grosses particules de brume de la lune, " a déclaré Ravi Desai, auteur principal de l'étude et doctorant à l'UCL.

"C'est un processus connu dans le milieu interstellaire - les grands nuages ​​moléculaires à partir desquels les étoiles elles-mêmes se forment - mais maintenant nous l'avons vu dans un environnement complètement différent, ce qui signifie qu'il pourrait représenter un processus universel de production de molécules organiques complexes. La question est, cela pourrait-il également se produire dans d'autres atmosphères d'azote-méthane comme à Pluton ou à Triton, ou sur des exoplanètes aux propriétés similaires ?"

Titan possède une épaisse atmosphère d'azote et de méthane avec certaines des chimies les plus complexes vues dans le système solaire. On pense même qu'il imite l'atmosphère de la Terre primitive, avant l'accumulation d'oxygène. En tant que tel, Titan peut être considéré comme un laboratoire à l'échelle planétaire qui peut être étudié pour comprendre les réactions chimiques qui ont pu conduire à la vie sur Terre, et cela pourrait se produire sur des planètes autour d'autres étoiles.

"La perspective d'une voie universelle vers les ingrédients de la vie a des implications sur ce que nous devrions rechercher dans la recherche de la vie dans l'Univers, " a déclaré le co-auteur, le professeur Andrew Coates, également de l'UCL et co-investigateur du CAPS. "Titan présente un exemple local de chimie passionnante et exotique, dont nous avons beaucoup à apprendre."

Dans la haute atmosphère de Titan, l'azote et le méthane sont exposés à l'énergie du soleil et aux particules énergétiques de la magnétosphère de Saturne. Ces sources d'énergie entraînent des réactions impliquant l'azote, hydrogène et carbone, qui conduisent à des composés prébiotiques plus complexes.

Ces grosses molécules dérivent vers la basse atmosphère, formation d'un épais voile d'aérosols organiques, et on pense qu'ils finissent par atteindre la surface. Mais le processus par lequel les molécules simples de la haute atmosphère se transforment en une brume organique complexe à basse altitude est compliqué et difficile à déterminer. Cette découverte ajoute des informations vitales qui aideront les scientifiques à comprendre le processus chimique.

"Ces résultats inspirants de Cassini montrent l'importance de retracer le parcours des petites aux grandes espèces chimiques afin de comprendre comment des molécules organiques complexes sont produites dans une atmosphère primitive semblable à la Terre, " a ajouté le Dr Nicolas Altobelli, Scientifique du projet Cassini de l'ESA. "Bien que nous n'ayons pas détecté la vie elle-même, trouver des matières organiques complexes non seulement chez Titan, mais aussi dans les comètes et dans tout le milieu interstellaire, nous sommes certainement sur le point de trouver ses précurseurs."

L'odyssée de 13 ans de Cassini dans le système saturnien touche bientôt à sa fin, mais de futures missions, tels que le télescope spatial international James Webb et la mission exoplanète de l'ESA Plato sont équipés pour rechercher ce processus non seulement dans notre propre système solaire, mais ailleurs. Des installations au sol avancées telles qu'ALMA pourraient également permettre des observations de suivi de ce processus à l'œuvre dans l'atmosphère de Titan, Depuis la terre.