Lagos y mares de metano líquido, lluvia de nubes de hidrocarburos, y la evidencia de cianuro de hidrógeno venenoso en la atmósfera de Titán fueron solo algunos de los descubrimientos que hizo la sonda Cassini de la luna más grande de Saturno.

La sonda espacial ha hecho ahora su último paso por Titán mientras se dirige hacia su gran zambullida final en el planeta anillado a finales de esta semana.

Apodado el "beso de despedida" de Cassini por la NASA, Titán ha sido objeto de mucho escrutinio por parte de la sonda, con 127 sobrevuelos en su misión de 13 años explorando el sistema planetario.

Una de las mayores hazañas de Cassini es su contribución a desenredar la complicada química de Titán, sin duda uno de los objetos químicamente más diversos de nuestro Sistema Solar.

Sabemos desde hace algún tiempo que la combinación de los rayos ultravioleta del Sol y el bombardeo de partículas ha alterado la atmósfera principalmente de nitrógeno y metano a lo largo del tiempo.

Esta química ha sostenido una espesa, capa de smog naranja que rodea todo el cuerpo, cubriendo los océanos y el paisaje de Titán de la vista antes de la llegada de Cassini.

Sondando Titán

Con el conjunto de herramientas de Cassini de instrumentos de detección avanzados, combinados con el muestreo atmosférico de la sonda Huygens durante su descenso a la superficie en 2005, la misión ha desarrollado una imagen completa de la química de Titán.

Curiosamente, además de los cientos de moléculas contabilizadas, Los modelos químicos desarrollados aquí en la Tierra que incorporan datos de Cassini predicen la existencia de material aún más complejo.

De importancia potencial para la bioquímica, estas moléculas han eludido la observación durante la relativamente corta misión Cassini, estar fuera de la vista o presente en niveles por debajo de los límites de detección del equipo.

Incluso si solo se formaron en pequeñas cantidades en la atmósfera, es plausible que estas especies portadoras de vida se hayan acumulado en la superficie a lo largo de la historia de Titán. Entonces, ¿qué son estos productos químicos y cómo llegan a ser?

Nieve de cianuro

A diferencia de la Tierra, Los átomos de oxígeno son bastante escasos en la atmósfera de Titán. El agua está bloqueada como hielo en la superficie y no parece haber fuentes abundantes de gas O₂.

En el lugar del oxígeno vemos que el nitrógeno juega un papel más importante en la química atmosférica de Titán.

Aquí, Los productos comunes de las reacciones de nitrógeno son la familia de compuestos del cianuro, de los cuales el cianuro de hidrógeno (HCN) es el más simple y abundante.

A medida que el número de moléculas de cianuro se acumula en niveles más bajos, en altitudes más frías forman capas de nubes de grandes polímeros flexibles (tolinas) y aerosoles de hielo en ciernes.

A medida que los aerosoles descienden a la superficie, las capas de hielo de metano y etano forman capas adicionales en el exterior. Esto actúa para proteger el material orgánico interno en su descenso a la superficie antes de dispersarse en lagos y mares de hidrocarburos.

Sorprendentemente, son estos compuestos de cianuro, productos químicos estrechamente asociados con la toxicidad y la muerte de formas de vida terrestres, que en realidad puede proporcionar vías para que se formen biomoléculas portadoras de vida en entornos espaciales.

Algunas simulaciones predicen que los cianuros atrapados en los hielos y expuestos a la radiación espacial pueden conducir a la síntesis de aminoácidos y estructuras de nucleobase de ADN, los componentes básicos de la vida en la Tierra.

Emocionado por estas predicciones y sus implicaciones para la astrobiología, Los químicos se han apresurado a explorar estas reacciones en el laboratorio.

Experimentos de sincrotrón:Titan-in-a-can

Nuestras contribuciones a la astroquímica se han centrado en simular la atmósfera de Titán y su neblina de cianuro.

Con una celda de gas especializada instalada en el Sincrotrón de Australia, podemos replicar las bajas temperaturas asociadas con las capas de nubes de Titán.

Al inyectar cianuros (la variedad más amigable) en nuestra celda podemos determinar el tamaño, estructura y densidad de los aerosoles de Titán a medida que crecen con el tiempo; sondeo con luz infrarroja de la instalación.

Estos resultados nos han proporcionado una lista de firmas para las que podemos localizar aerosoles de cianuro utilizando astronomía infrarroja.

El siguiente paso será sembrar estos aerosoles con especies orgánicas para determinar si pueden identificarse en atmósferas extraterrestres.

Quizás estas señales actuarán como un faro para futuras exploraciones diseñadas para buscar material orgánico complejo en ubicaciones espaciales más remotas, potencialmente incluso en los exoplanetas de la "Tierra gigante" en sistemas estelares distantes.

Vida fuera de la tierra

El espacio nos brinda una perspectiva única para volver atrás las páginas de la química. Entre los planetas lunas y estrellas, y el no del todo vacío entre ellas, podemos estudiar las reacciones iniciales que se cree que iniciaron la química aquí en la Tierra.

Usando telescopios cada vez más sensibles y naves espaciales avanzadas, Hemos descubierto viveros de productos químicos (bolsas de gas y hielo que se ejercen a causa de la radiación espacial) en nuestro Sistema Solar y más allá.

Tan frio objetos helados como Titán, las lunas de Júpiter, Objetos transneptunianos (como Plutón y otros cuerpos menores en el cinturón de Kuiper y más allá), así como partículas microscópicas de polvo interestelar, todos generan moléculas orgánicas de orden superior a partir de ingredientes químicos simples.

Hasta donde sabemos, la falta de calor y agua líquida impide que exista vida en estos mundos.

Sin embargo, podemos buscar pistas sobre los orígenes de la vida en una Tierra primitiva. ¿Fueron los productos químicos portadores de vida suministrados a través del impacto de un cometa, ¿O hecho en casa cerca de las primeras orillas del océano o de los volcanes de aguas profundas? La observación de la química de los objetos distantes podría proporcionar algún día las respuestas.

Estas incursiones en nuestra historia química han sido posibles gracias a los importantes pasos que hemos dado en nuestra exploración del espacio, que incluyen, como un ejemplo brillante, el rotundo éxito de la exploración de Titán por Cassini.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.