Los científicos de la NASA han detectado definitivamente el acrilonitrilo químico en la atmósfera de Titán, la luna de Saturno. un lugar que ha intrigado durante mucho tiempo a los científicos que investigan los precursores químicos de la vida.

En la tierra, acrilonitrilo, también conocido como cianuro de vinilo, es útil en la fabricación de plásticos. Bajo las duras condiciones de la luna más grande de Saturno, se cree que esta sustancia química es capaz de formar estabilidad, estructuras flexibles similares a las membranas celulares. Otros investigadores han sugerido previamente que el acrilonitrilo es un ingrediente de la atmósfera de Titán, pero no informaron una detección inequívoca de la sustancia química en la mezcla heterogénea de orgánicos, o rico en carbono, moléculas que se encuentran allí.

Ahora, Investigadores de la NASA han identificado la huella química del acrilonitrilo en los datos de Titán recopilados por el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile. El equipo encontró grandes cantidades de la sustancia química en Titán, muy probablemente en la estratosfera, la parte nebulosa de la atmósfera que le da a esta luna su color marrón anaranjado.

"Encontramos evidencia convincente de que el acrilonitrilo está presente en la atmósfera de Titán, y pensamos que una importante oferta de esta materia prima llega a la superficie, "dijo Maureen Palmer, investigador del Goddard Center for Astrobiology en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal de un 28 de julio 2017, papel en Avances de la ciencia .

Las células de las plantas y los animales de la Tierra no resistirían bien en Titán, donde las temperaturas de la superficie promedian menos 290 grados Fahrenheit (menos 179 grados Celsius), y los lagos rebosan de metano líquido.

En 2015, Los científicos universitarios abordaron la cuestión de si alguna molécula orgánica que pudiera estar en Titán podría, en condiciones tan inhóspitas, forman estructuras similares a las bicapas lipídicas de las células vivas de la Tierra. Delgado y flexible, la bicapa lipídica es el componente principal de la membrana celular, que separa el interior de una celda del mundo exterior. Este equipo identificó al acrilonitrilo como el mejor candidato.

Esos investigadores propusieron que las moléculas de acrilonitrilo podrían unirse como una hoja de material similar a una membrana celular. La hoja podría formar un hueco, esfera microscópica que denominaron "azotosoma". Esta esfera podría servir como un pequeño contenedor de almacenamiento y transporte, muy parecido a las esferas que pueden formar las bicapas lipídicas.

"La capacidad de formar una membrana estable para separar el entorno interno del externo es importante porque proporciona un medio para contener los productos químicos el tiempo suficiente para permitirles interactuar, "dijo Michael Mumma, director del Centro Goddard de Astrobiología, que está financiado por el Instituto de Astrobiología de la NASA. "Si se pudieran formar estructuras similares a membranas con cianuro de vinilo, sería un paso importante en el camino hacia la vida en Titán, la luna de Saturno ".

El equipo de Goddard determinó que el acrilonitrilo abunda en la atmósfera de Titán, presente en concentraciones de hasta 2.8 partes por mil millones. La sustancia química es probablemente más abundante en la estratosfera, en altitudes de al menos 125 millas (200 kilómetros). Finalmente, el acrilonitrilo llega a la fría atmósfera inferior, donde se condensa y llueve sobre la superficie.

Los investigadores calcularon cuánto material podría depositarse en Ligeia Mare, El segundo lago más grande de Titán, que ocupa aproximadamente la misma superficie que el lago Huron y el lago Michigan de la Tierra juntos. Durante la vida de Titán, el equipo estimó, Ligeia Mare podría haber acumulado suficiente acrilonitrilo para formar unos 10 millones de azotosomas en cada mililitro, o un cuarto de cucharadita, de líquido. Eso se compara con aproximadamente un millón de bacterias por mililitro de agua del océano costero en la Tierra.

La clave para detectar el acrilonitrilo de Titán fue combinar 11 conjuntos de datos de alta resolución de ALMA. El equipo los recuperó de un archivo de observaciones originalmente destinadas a calibrar la cantidad de luz que recibe la matriz del telescopio.

En el conjunto de datos combinados, Palmer y sus colegas identificaron tres líneas espectrales que coinciden con la huella dactilar de acrilonitrilo. 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."