Haiseeko Titanissa elämä?

Titan on ainutlaatuinen kappale Aurinkokunnassa. Vaikka se on jään peittämä kuu, se muistuttaa monessa suhteessa Maata. Sillä on kaasukehä, ja siellä on jokia, järviä ja meriä.

Tosin joissa, järvissä ja merissä lainehtii veden sijasta nestemäistä metaania.

Titanissa on myös elämän edellytykset. Siellä on samoja orgaanisia aineita, joita esiintyy Maan eliöissä, ja jäisen pinnan alla velloo vesimeri.

Jotkut tutkijat uskovatkin, että pinnanalaisessa meressä voi olla alkeellista elämää.

Jos Dragonfly löytää elämää Titanista, kyseessä ei ole pelkästään historian suurin tiedeuutinen, vaan se voi valottaa myös elämän syntyä maapallolla.

Titan muistuttaa nuorta Maata

Saturnuksen jääkuu on ruokkinut tutkijoiden mielikuvitusta siitä lähtien, kun alankomaalainen tähtitieteilijä Christiaan Huygens löysi sen tähtitaivaalta vuonna 1655.

Se on suurin Saturnuksen 82 kuusta ja toiseksi suurin kuu koko Aurinkokunnassa. Vain Jupiterin Ganymedes on isompi.

Vuonna 1908 espanjalainen tähtitieteilijä Josep Comas y Solà julkaisi havaintonsa, jotka viittasivat siihen, että Titanilla oli paksu kaasukehä. Sellaista ei ole muilla Aurinkokunnan kuilla.

Satakunta vuotta espanjalaistutkijan havaintojen jälkeen Titania päästiin tutkimaan itse paikalla.

Vuosina 2004–2005 Nasan Cassini-luotain ja sen mukana ollut Esan Huygens-laskeutuja vahvistivat entisestään Titanin erikoislaatuisuutta.

Titanin kaasukehästä löytyi muun muassa orgaanisia molekyylejä, jotka muistuttavat niin sanottuja prebioottisia molekyylejä, joita oli maapallolla ennen elämän syntyä.

Seuraa Dragonflyn matkaa Aurinkokunnan ulko-osiin elämää etsimään:

Muutenkin Titan on Aurinkokunnan kappaleista eniten nuoren maapallon kaltainen.

Tosin kylmyyden takia – Titanin pinnan keskilämpötila on 180 astetta pakkasen puolella – kaikki tapahtuu siellä hitaammin kuin Maassa.

Se, mitä Maassa tapahtui miljardeja vuosia sitten, on käynnissä Titanissa nyt.

Pora etsii elämän merkkejä

Nasa valitsi Titanin tutkimiseen lennokin, koska siellä on hyvät olosuhteet lentämiselle.

Painovoima on pienempi kuin Maassa, ja paksu kaasukehä antaa nostetta. Dragonfly pysyy siis lennossa pienellä energialla.

Dragonfly varustetaan antureilla ja mittareilla, jotka havainnoivat muun muassa tuulen nopeutta, kaasukehän painetta ja lämpötilaa sekä yhtäläisyyksiä ja eroja Titanin metaanimerien ja -jokien ja Maan veden kiertokulun välillä.

Lennokin kolme kameraa näkevät lähelle ja kauas ja pystyvät tarkentamaan jopa yhteen hiekanjyväseen.

Lisäksi Dragonflyssa on geofoneja eli sähkömagneettisia seismometreja, jotka mittaavat pinnan alla tapahtuvia värähtelyjä.

Kuun geologisesta aktiivisuudesta voidaan päätellä, miten sisuksissa syntyy lämpöä, joka sulattaa jäätä ja mahdollistaa elämän edellytysten synnyn.

Dragonfly laskeutuu alueelle, jolle on annettu nimi Shangri-La. Sen kuivista kallioista etsitään orgaanisia eli hiiltä sisältäviä yhdisteitä.

Niitä ehkä syntyy, kun Auringosta ja Saturnuksesta tuleva säteily osuu Titanin kaasukehään ja hajottaa sen metaania ja typpeä muiksi aineksi.

Titan muistuttaa nuorta Maata – lennä mukana jääkylmässä maailmassa:

Näistä aineista syntyy toliineiksi kutsuttuja orgaanisia yhdisteitä, jotka Titanin pinnalle pudottuaan voivat käynnistää reaktion, jossa syntyy elämää.

Titanin pinnan aavikolla on jälkiä tuhansia vuosia jatkuneista kemiallisista prosesseista. Ehkä ne osoittavat, miten pitkälle elämän synty on ehtinyt.

Yksi merkki voi olla metaani. Se on pahanhajuinen kaasu, mutta Titanin kylmissä merissä ja joissa se virtaa nestemäisenä. Metaani kuitenkin höyrystyy helposti, joten sitä täytyy tulla meriin ja jokiin lisää koko ajan.

Maassa metaania tuottavat orgaanisia aineita hajottavat mikrobit esimerkiksi lehmän suolistossa. Myös Titanin metaani voi olla elollista alkuperää.

Metaanin alkuperän selvittämiseksi Dragonfly tonkii Titanin maaperää. Sen laskeutumistelineessä on kaksi poraa, joilla se kairaa näytteet kuun pinnasta.

Sitten on massaspektrometrin vuoro.

Siinä näyte altistetaan säteilylle, joka ionisoi sen sisältämät atomit.

Koska kaikki alkuaineet reagoivat säteilyyn eri tavalla, reaktion perusteella voidaan tunnistaa, mitä aineita näyte sisältää.

Kun näytteestä on tunnistettu esimerkiksi happi, fosfori ja hiili, joita esiintyy elollisissa olioissa Maassa, massaspektrometri tutkii näiden aineiden isotoopit.

Alkuaineista esiintyy nimittäin erilaisia versioita eli isotooppeja sen mukaan, miten monta neutronia niiden atomiytimessä on. Erilaisten isotooppien määrä aineessa vaihtelee sen mukaan, mistä aine on peräisin.

Törmäys sulattaa jään

Kun Dragonfly on suorittanut tehtävänsä Shangri-Lassa, se jatkaa tutkimusretkeään 24 kilometrin lentomatka kerrallaan.

Kaikkiaan Dragonflyn matkan pituudeksi on suunniteltu 175 kilometriä. Se on kaksi kertaa niin pitkä matka kuin mitä kaikki Marsia tutkineet luotaimet ovat kulkeneet yhteensä.

Päätepysäkki on Selk-kraatteri. Se kiinnostaa tutkijoita siksi, että sen on synnyttänyt meteoriitin törmäys, joka on voinut sulattaa pinnan jäätä niin, että kraatteriin on syntynyt järvi.

Lämpöä on voinut syntyä niin paljon, että järvi on pysynyt sulana tuhansia vuosia. Tänä aikana vedessä olleista orgaanisista aineista on saattanut kehittyä elämää.

Elämän löytyminen Titanin jäiseltä pinnalta on hyvin epätodennäköistä. Jos Selk-kraatterista löytyy elämän jälkiä, ne ovat jäänteitä kauan sitten kuolleista eliöistä.

Pinnan alla tilanne on toinen. Siksi Dragonfly tutkii myös kraatterin lähistöllä olevia railoja.

Railot saattavat ulottua pinnanalaiseen mereen asti. Meren vettä pitää sulana kuun sisusten radioaktiivisten aineiden hajoamisesta ja magnetismista syntyvä lämpö.

Jos railoja pitkin on kulkeunut pinnalta orgaanisia aineita mereen, ne ovat yhdessä veden kanssa voineet muodostaa aminohappoja, joista taas on voinut syntyä proteiineja ja niistä soluja eli elämää.

Jos meressä on eliöitä, niiden aineenvaihdunta saattaa tuottaa rikkivetyjä, jotka nousevat merestä kaasukuplina.

Näitä kaasuja Dragonfly nuuhkii Selk-kraatterin railoista. Jos rikkivetyjä löytyy ja ne voidaan todistaa elollisten olioiden tuottamiksi, on jokseenkin varmaa, että myös Maan elämä on saanut alkunsa merenpohjan orgaanisista aineista.

Elämää metaanimerissä?

Titanin elämä ei välttämättä ole samanlaista kuin Maassa. On mahdollista, että muilla taivaankappaleilla vaikuttavat erilaiset biokemialliset pelisäännöt, jotka ohjaavat elämän syntyä.

Yhdysvaltalaisen Cornell-yliopiston tutkijaryhmä on laatinut mallin siitä, millainen solukalvo Titanin eliöillä voisi olla.

Kaikkien elävien olioiden solujen suojana on solukalvo, mutta Titanista näyttävät puuttuvan ne aineet, joita Maan eliöiden solukalvo sisältää, kuten happi ja fosfori.

Tutkijaryhmän mallin mukaan Titanissa voi silti syntyä yhdiste, joka voi muodostaa solulle vahvan ja joustavan kalvon.

Maapallolla kaikki tunnetut elämän muodot perustuvat hiileen ja veteen. Solujen elintoiminnot perustuvat veteen liuenneiden aineiden välisiin reaktioihin.

Muualla liuottimena voi ehkä toimia jokin toinen aine, kuten nestemäinen metaani. Silloin Titanin metaanimerissäkin voisi olla elämää, tosin aivan toisenlaista kuin Maassa.