Saturnus måne Titan ger oss ny kunskap om hur livet uppkom.

 

Bild wikipedia Här visas de olika lagren av dis i Titans övre atmosfär. Bilden är tagen i det ultravioletta spektrumet.

Forskare vid Chalmers tekniska högskola har tillsammans med NASA  gjort en förvånad upptäckt som utmanar en av kemins grundregler och ger ny kunskap om månen Titan. I den iskalla  miljön där kan ämnen som normalt sett är oförenliga likväl blandas. Det är en upptäckt som ger oss större förståelse av kemin före livets uppkomst på jorden.  Docent Martin Rahm vid institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers har länge arbetat med  att förstå vad som sker på Titan.

 Forskarna har i en ny artikel beskrivet att metan, etan och vätecyanid finns i stor mängd i Titans atmosfär och på dess yta. Dessa ämnen kan på Titan interagera på ett sätt som  inte ansetts möjligt förrän nu. Att vätecyanid vilket är en exceptionellt polär molekyl (en molekyl som har en positiv och en negativ sida, vilket innebär att den har ett dipolmoment), kan bilda kristaller med helt opolära ämnen som metan och etan är förvånande eftersom sådana ämnen normalt håller sig strikt åtskilda, ungefär som olja och vatten. (Kan till viss del jämföras med om en stavmagnet skulle visa sig dra till sig trä)

Bakgrunden till Chalmersstudien var en obesvarad fråga om Titan: Vad händer med cyanväte efter att det har bildats i Titans atmosfär?

– Det ledde till ett spännande teoretiskt och experimentellt samarbete mellan Chalmers och NASA. Frågan vi ställde oss var : Kan mätningarna förklaras av en kristallstruktur där metan eller etan blandas med vätecyanid? Det strider mot en regel inom kemin, "lika löser sig lika", som i princip innebär att det inte ska vara möjligt att kombinera dessa polära och opolära ämnen, beskriver Martin Rahm.

Titan som är Saturnus största måne och en av vårt solsystems  ovanliga världar  kan ha gemensamma drag med jordens tidiga utveckling. Titan är omgiven av en tjock atmosfär som till största delen består av kväve och metan, en sammansättning som kan likna atmosfären på jorden för miljarder år sedan, innan liv uppstod på jorden. Solljus och annan strålning från rymden får dessa molekyler att reagera med varandra vilket är anledningen till att Titan är höljd i ett kemiskt komplext orangefärgat dis bestående av organiska (dvs. kolrika) föreningar. Ett av de  ämnen som skapas är vätecyanid.

På Titans extremt kalla yta finns sjöar och floder av flytande metan och etan. Det är den enda kända platsen i vårt solsystem förutom jorden, där vätskor bildar sjöar på ytan. Titan har väder och årstider. Det blåser, det bildas moln och det regnar, om än i form av metan istället för vatten. Mätningar visar också att det sannolikt finns ett stort hav bestående av flytande vatten flera kilometer under den kalla ytan där i princip liv kan finnas. 

Forskarnas artikel om studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften PNAS.