Les scientifiques de la NASA ont définitivement détecté l'acrylonitrile chimique dans l'atmosphère de la lune Titan de Saturne, un endroit qui a longtemps intrigué les scientifiques qui étudient les précurseurs chimiques de la vie.

Sur Terre, acrylonitrile, également connu sous le nom de cyanure de vinyle, est utile dans la fabrication de matières plastiques. Dans les conditions difficiles de la plus grande lune de Saturne, on pense que ce produit chimique est capable de former stable, structures flexibles semblables aux membranes cellulaires. D'autres chercheurs ont déjà suggéré que l'acrylonitrile est un ingrédient de l'atmosphère de Titan, mais ils n'ont pas signalé de détection sans ambiguïté du produit chimique dans l'assortiment de produits organiques, ou riche en carbone, molécules qui s'y trouvent.

Maintenant, Des chercheurs de la NASA ont identifié l'empreinte chimique de l'acrylonitrile dans les données de Titan collectées par le grand réseau millimétrique/submillimétrique d'Atacama (ALMA) au Chili. L'équipe a trouvé de grandes quantités de produit chimique sur Titan, très probablement dans la stratosphère - la partie brumeuse de l'atmosphère qui donne à cette lune sa couleur brun-orange.

"Nous avons trouvé des preuves convaincantes que l'acrylonitrile est présent dans l'atmosphère de Titan, et nous pensons qu'un approvisionnement important de cette matière première atteint la surface, " a déclaré Maureen Palmer, chercheur au Goddard Center for Astrobiology du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et auteur principal d'un 28 juillet, 2017, papier dans Avancées scientifiques .

Les cellules des plantes et des animaux de la Terre ne tiendraient pas bien sur Titan, où les températures de surface sont en moyenne de moins 290 degrés Fahrenheit (moins 179 degrés Celsius), et les lacs regorgent de méthane liquide.

En 2015, les scientifiques universitaires ont abordé la question de savoir si des molécules organiques susceptibles d'être sur Titan pourraient, dans des conditions aussi inhospitalières, forment des structures similaires aux bicouches lipidiques des cellules vivantes sur Terre. Fin et souple, la bicouche lipidique est le composant principal de la membrane cellulaire, qui sépare l'intérieur d'une cellule du monde extérieur. Cette équipe a identifié l'acrylonitrile comme le meilleur candidat.

Ces chercheurs ont proposé que les molécules d'acrylonitrile pourraient se réunir sous la forme d'une feuille de matériau similaire à une membrane cellulaire. La feuille pourrait former un creux, sphère microscopique qu'ils ont surnommée un "azotosome". Cette sphère pourrait servir de minuscule conteneur de stockage et de transport, un peu comme les sphères que les bicouches lipidiques peuvent former.

« La capacité de former une membrane stable pour séparer l'environnement interne de l'environnement externe est importante car elle permet de contenir les produits chimiques suffisamment longtemps pour leur permettre d'interagir, " a déclaré Michael Mumma, directeur du Centre Goddard d'astrobiologie, qui est financé par l'Institut d'astrobiologie de la NASA. "Si des structures semblables à des membranes pouvaient être formées par le cyanure de vinyle, ce serait une étape importante sur le chemin de la vie sur la lune Titan de Saturne."

L'équipe Goddard a déterminé que l'acrylonitrile est abondant dans l'atmosphère de Titan, présent à des concentrations allant jusqu'à 2,8 parties par milliard. Le produit chimique est probablement le plus abondant dans la stratosphère, à des altitudes d'au moins 125 miles (200 kilomètres). Finalement, l'acrylonitrile se dirige vers la basse atmosphère froide, où il se condense et pleut à la surface.

Les chercheurs ont calculé combien de matériel pourrait être déposé à Ligeia Mare, Le deuxième plus grand lac de Titan, qui occupe à peu près la même superficie que le lac Huron et le lac Michigan réunis. Au cours de la vie de Titan, l'équipe a estimé, Ligeia Mare aurait pu accumuler suffisamment d'acrylonitrile pour former environ 10 millions d'azotosomes dans chaque millilitre, ou un quart de cuillère à café, de liquide. Cela est comparé à environ un million de bactéries par millilitre d'eau océanique côtière sur Terre.

La clé pour détecter l'acrylonitrile de Titan était de combiner 11 ensembles de données haute résolution d'ALMA. L'équipe les a récupérés à partir d'une archive d'observations initialement destinée à calibrer la quantité de lumière reçue par le réseau de télescopes.

Dans l'ensemble de données combiné, Palmer et ses collègues ont identifié trois raies spectrales qui correspondent à l'empreinte digitale de l'acrylonitrile. This finding comes a decade after other researchers inferred the presence of acrylonitrile from observations made by the mass spectrometer on NASA's Cassini spacecraft.

"The detection of this elusive, astrobiologically relevant chemical is exciting for scientists who are eager to determine if life could develop on icy worlds such as Titan, " said Goddard scientist Martin Cordiner, senior author on the paper. "This finding adds an important piece to our understanding of the chemical complexity of the solar system."