Titan već desetljećima zauzima posebno mjesto u raspravama o mogućem izvanzemaljskom životu. Najveći Saturnov mjesec jedini je u Sunčevu sustavu, uz Zemlju, s gustom atmosferom i površinom na kojoj tekućine aktivno oblikuju krajolik. Upravo zato dugo se smatralo da bi ondje, premda vjerojatno ne u nama poznatom obliku, mogla postojati kemija dovoljno složena da otvori put životu. Novo istraživanje sada ozbiljno slabi jednu od najpoznatijih verzija te ideje i sugerira da se na Titanu vjerojatno ne mogu stvoriti stabilne membrane kakve su nužne svakoj stanici.
To ne znači da je Titan prestao biti znanstveno iznimno zanimljiv. Naprotiv, riječ je o svijetu koji se i dalje smatra jednim od najprivlačnijih odredišta za astrobiologiju, dijelom i zato što ga mnogi vide kao najbliži preživjeli pandan ranoj Zemlji. Izgledi za otkriće života ondje ionako se procjenjuju kao mali, ali mogućnost da bi NASA-ina misija Dragonfly mogla naići na nešto posve neočekivano ostaje jedan od razloga zašto je upravo Titan odabran ispred niza drugih kandidata s također ozbiljnim argumentima.
Membrane koje se nisu pojavile
Važan dio te priče bila je hipoteza iz 2015. godine da bi akrilonitril, molekula formule CH2CHCN, u Titanovim jezerima tekućeg metana mogao stvarati sitne membranske omotače na bazi dušika. Takve bi strukture, barem u teoriji, mogle igrati ulogu sličnu onoj koju na Zemlji imaju stanične membrane. Drugim riječima, mogle bi odvojiti unutarnji kemijski prostor od vanjskog okoliša, propuštati korisne tvari i omogućiti uklanjanje otpada. Bez takve organizirane granice teško je govoriti o ozbiljnom scenariju za nastanak života.
Ta hipoteza nije bila puka spekulacija. Akrilonitril je spoj građen od elemenata kojih na Titanu ima u izobilju, a njegov je karakteristični spektralni potpis već zabilježen u atmosferi toga mjeseca. Upravo zato dio istraživača smatrao je da bi u Titanovim jezerima tekućeg metana mogle nastajati membranske strukture na bazi dušika, svojevrsna zamjena za biološke ovojnice kakve na Zemlji imaju žive stanice. Takav scenarij otvorio bi mogućnost kemije koja ne bi ovisila o vodi.
Novo istraživanje, međutim, snažno potkopava tu mogućnost. Tuan Vu i Robert Hodyss s Kalifornijskog instituta za tehnologiju proučavali su kako se akrilonitril ponaša u tekućem metanu pod uvjetima sličnima onima na Titanu, ali nisu uspjeli dobiti stabilne membranske strukture. Potom su otišli korak dalje. Budući da Titanova jezera nisu građena samo od metana, nego sadržavaju i različite udjele tekućeg etana, ispitali su isto ponašanje i u etanu. Ishod je bio još nepovoljniji. Umjesto bilo kakvih membrana nastali su zajednički kristali akrilonitrila i etana.
To je važan nalaz jer pokazuje da etan na Titanu vjerojatno nije tek pasivna pozadina u kojoj se kemija odvija. Prema rezultatima istraživanja, on aktivno sudjeluje u procesima čak i na krajnje niskim temperaturama. Kada akrilonitril dođe u dodir s etanom, pa i u jezerima u kojima prevladava metan, sklon je prelasku u kristalni oblik. Time praktično nestaje mogućnost stvaranja stabilne granice koja bi mogla odvojiti unutarnji kemijski prostor od okoliša, što je jedan od osnovnih preduvjeta za bilo kakav ozbiljan scenarij nastanka života.
Što to znači za Titan
Ovaj je rezultat važan i zato što sumnje nisu počele tek sada. I prije rada Vua i Hodyssa postojale su dvojbe oko toga mogu li se takve strukture na Titanu uopće formirati, a računalni modeli davali su međusobno proturječne odgovore. Autori su zato pokušali spor razriješiti izravnim pokusima, pri temperaturama od 94 Kelvina, odnosno oko minus 178 Celzijevih stupnjeva, što odgovara uvjetima na površini Titana.
U širem smislu, riječ je o starom pitanju astrobiologije. Zašto se nastanjiva zona oko zvijezda gotovo uvijek određuje prema mogućnosti postojanja tekuće vode? Na prvi pogled to može djelovati kao pretjerano vezivanje uz zemaljski primjer. No razlog nije samo to što je život na Zemlji vezan uz vodu, nego i to što tekućine omogućuju prijenos molekula i kemijske interakcije na način na koji krutine i plinovi to ne mogu. Druge tekućine, uključujući one koje opstaju na mnogo višim ili nižim temperaturama od vode, već su se razmatrale kao moguća alternativa. Dosadašnji rezultati, međutim, iznova pokazuju da takvi sustavi zapinju upravo ondje gdje bi trebali omogućiti složenu i održivu kemiju. Čini se da se i tekući etan sada pridružuje tom popisu.
U cijeloj priči postoji i jasna ironija. Akrilonitril sadrži cijanidnu skupinu, zbog čega je toksičan već i u razmjerno malim količinama, a plastika proizvedena iz akrilonitrila danas je i važan izvor onečišćenja oceana na Zemlji. Upravo zato ideja da bi taj isti spoj mogao poslužiti kao kemijski temelj života na drugom svijetu od početka je nosila stanoviti paradoks.
Znanstvena fantastika, naravno, nema problem s takvim skokovima. Sheri S. Tepper mogla je zamisliti inteligentne žive kristale, ali biologija traži mnogo čvršće uporište. U čvrstom kristalnom sustavu teško je objasniti kako bi se odvijali procesi poput samosastavljanja, razmnožavanja i razmjene tvari s okolišem. Upravo zato pitanje membrane nije sporedan tehnički detalj, nego jedna od ključnih prepreka svakoj ozbiljnoj hipotezi o životu bez vode.
Rad objavljen u časopisu Science Advances, ne zatvara sve moguće kemijske putove prema životu na Titanu. No ruši jednu od najčešće spominjanih i naizgled najprivlačnijih mogućnosti. To je važna korekcija u trenutku kada se priprema misija Dragonfly. Ako je jedan obećavajući scenarij otpao, potraga time ne prestaje. Samo postaje uža, preciznija i znanstveno ozbiljnija.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
Odgovori