Titan, la lune glacée de Saturne, est un corps planétaire idéal pour étudier la chimie prébiotique, les origines de la vie et l’habitabilité potentielle d’un environnement extraterrestre. Il a une atmosphère à base d’azote, une chimie organique complexe alimentée par le rayonnement du Soleil et de la magnétosphère de Saturne, des lacs d’hydrocarbures, des dunes organiques sur l’équateur et une évaporation et précipitation saisonnières d’hydrocarbures dans un processus notamment similaire au cycle hydrologique de la Terre. Dans de nouvelles recherches, des scientifiques planétaires ont recréé les conditions du Titan dans de petits cylindres de verre, révélant les propriétés fondamentales de deux molécules de nitrile simples – l’acétonitrile et le propionitrile – qui existent sous forme de minéraux à la surface de la lune glacée.
Comme la Terre, Titan a une atmosphère dense et des cycles météorologiques saisonniers, mais la composition chimique et minéralogique est très différente. Crédit image : Benjamin de Bivort, debivort.org / CC BY-SA 3.0.
La plupart de ce que nous savons maintenant sur Titan est dû à la mission NASA/ESA Cassini-Huygens sur Saturne et ses lunes.
De cette mission, les chercheurs planétaires savent que Titan est un endroit fascinant pour étudier comment la vie est née.
Alimentés par l’énergie du Soleil, le champ magnétique de Saturne et les rayons cosmiques, les hydrocarbures réagissent sur Titan pour produire des molécules organiques de différentes tailles et complexités.
On pense que l’acétonitrile et le propionitrile sont présents dans la brume jaune caractéristique de la lune sous forme d’aérosols, et ils pleuvent à la surface, se déposant sous forme de morceaux solides de minéraux.
Les propriétés de ces molécules sur Terre sont bien connues, mais leurs caractéristiques dans des conditions de type Titan n’ont pas été étudiées jusqu’à présent.
“Les molécules organiques simples qui sont liquides sur Terre sont généralement des cristaux minéraux glacés solides sur Titan en raison de ses températures extrêmement basses, jusqu’à moins 180 degrés Celsius (moins 290 degrés Fahrenheit)”, a déclaré le Dr Tomče Runčevski, chercheur à la Southern Methodist University. .
« En laboratoire, nous avons recréé les conditions sur Titan dans de minuscules cylindres de verre. »
“Nous avons découvert que l’acétonitrile et le propionitrile se présentent principalement sous une forme cristalline qui crée des nanosurfaces hautement polaires, qui pourraient servir de modèles pour l’auto-assemblage d’autres molécules d’intérêt prébiotique.”
“Nos recherches ont révélé beaucoup de choses sur les structures des glaces planétaires qui étaient auparavant inconnues”, a-t-il ajouté.
“Nous avons constaté qu’une forme cristalline de propionitrile ne se dilate pas uniformément le long de ses trois dimensions.”
“Titan subit des variations de température, et si la dilatation thermique des cristaux n’est pas uniforme dans toutes les directions, cela peut provoquer la fissuration de la surface de la lune.”
Le Dr Runčevski et ses collègues ont présenté leurs résultats cette semaine au Réunion ACS Automne 2021 de l’American Chemical Society.
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Tomče Runčevski et al. Nitriles simples comme cryominéraux putatifs sur Titan, la lune de Saturne. AEC Automne 2021
