miniaturadaimagem|250x250px| Visão multi-espectral de Titã Se há vida em Titã, a maior lua de Saturno, é atualmente uma questão em aberto e um tópico de avaliação e pesquisa científica. Titã é muito mais frio que a Terra, mas de todos os lugares do sistema solar, é o único lugar além da Terra conhecido por ter líquidos na forma de rios, lagos e mares em sua superfície. Sua espessa atmosfera é quimicamente ativa e rica em compostos de carbono. Na superfície, há pequenas e grandes quantidades de metano e etano líquidos, e é provável que haja uma camada de água líquida sob sua casca de gelo; alguns cientistas especulam que essas misturas líquidas podem fornecer química pré-biótica para células vivas diferentes daquelas na Terra.
Em junho de 2010, os cientistas que analisaram dados da missão Cassini-Huygens relataram anomalias na atmosfera perto da superfície que poderiam ser consistentes com a presença de organismos produtores de metano (metanogênicos), mas também podem ser devidos a processos químicos ou meteorológicos não vivos.NASA/Jet Propulsion Laboratory. Life on Titan? New clues to what's consuming hydrogen, acetylene on Saturn's moon. ScienceDaily. 2010. Acesso em 24 de fevereiro de 2021. A missão Cassini-Huygens não estava equipada para procurar microrganismos diretamente ou fornecer um inventário completo de compostos orgânicos complexos então essa conclusão requer mais pesquisas.
Química Titã é considerado como um ambiente para o estudo da química pré-biótica ou vida potencialmente exótica decorrente da diversidade da química orgânica que ocorre em sua atmosfera, impulsionada por reações fotoquímicas em suas camadas externas. Os seguintes produtos químicos foram detectados na atmosfera superior de Titã pelo espectrômetro de massa da Cassini: Estudo Magee, 1050 km Cui, 1050 km Cui, 1077 km Waite et al., 1000–1045 km Densidade (cm −3 ) (3,18 ± 0,71) x 10 9 (4,84 ± 0,01) x 10 9 (2,27 ± 0,01) x 10 9 (3,19, 7,66) x 10 9 Proporções de diferentes espécies Azoto (96,3 ± 0,44)% (97,8 ± 0,2)% (97,4 ± 0,5)% (95,5, 97,5)% 14N15N (1,08 ± 0,06)% Metano (2,17 ± 0,44)% (1,78 ± 0,01)% (2,20 ± 0,01)% (1,32, 2,42)% 13CH4 (2,52 ± 0,46) x 10 −4 Hidrogênio (3,38 ± 0,23) x 10 −3 (3,72 ± 0,01) x 10 −3 (3,90 ± 0,01) x 10 −3 Acetileno (3,42 ± 0,14) x 10 −4 (1,68 ± 0,01) x 10 −4 (1,57 ± 0,01) x 10 −4 (1,02, 3,20) x 10 −4 Etileno (3,91 ± 0,23) x 10 −4 (5,04 ± 0,04) x 10 −4 (4,62 ± 0,04) x 10 −4 (0,72, 1,02) x 10 −3 Etano (4,57 ± 0,74) x 10 −5 (4,05 ± 0,19) x 10 −5 (2,68 ± 0,19) x 10 −5 (0,78, 1,50) x 10 −5 Cianeto de hidrogenio (2,44 ± 0,10) x 10 −4 40Ar (1,26 ± 0,05) x 10 −5 (1,25 ± 0,02) x 10 −5 (1,10 ± 0,03) x 10 −5 Propyne (9,20 ± 0,46) x 10 −6 (9,02 ± 0,22) x 10 −6 (6,31 ± 0,24) x 10 −6 (0,55, 1,31) x 10 −5 Propeno (2,33 ± 0,18) x 10 −6 (0,69, 3,59) x 10 −4 Propano (2,87 ± 0,26) x 10 −6 <1,84 x 10 −6 <2,16e-6 (3,90 ± 0,01) x 10 −6 Diacetileno (5,55 ± 0,25) x 10 −6 (4,92 ± 0,10) x 10 −6 (2,46 ± 0,10) x 10 −6 (1,90, 6,55) x 10 −6 Cianogênio (2,14 ± 0,12) x 10 −6 (1,70 ± 0,07) x 10 −6 (1,45 ± 0,09) x 10 −6 (1,74, 6,07) x 10 −6 Cianoacetileno (1,54 ± 0,09) x 10 −6 (1,43 ± 0,06) x 10 −6 <8,27 x 10 −7 Acrilonitrila (4,39 ± 0,51) x 10 −7 <4,00 x 10 −7 <5,71 x 10 −7 Propanonitrila (2,87 ± 0,49) x 10 −7 Benzeno (2,50 ± 0,12) x 10 −6 (2,42 ± 0,05) x 10 −6 (3,90 ± 0,01) x 10 −7 (5,5, 7,5) x 10 −3 Tolueno (2,51 ± 0,95) x 10 −8 <8,73 x 10 −8 (3,90 ± 0,01) x 10 −7 (0,83, 5,60) x 10 −6 Como a espectrometria de massa identifica a massa atômica de um composto, mas não sua estrutura, pesquisas adicionais são necessárias para identificar o composto exato que foi detectado. Onde os compostos foram identificados na literatura, sua fórmula química foi substituída pelo nome acima. Os números em Magee (2009) envolvem correções para fundo de alta pressão. Outros compostos que se acredita ser indicado pelos dados e modelos associados incluem amoníaco, poliina, aminas, etilenimina, hidretos deutérios, aleno, 1,3 butadieno e qualquer número de produtos químicos mais complexos em concentrações mais baixas, assim como dióxido de carbono e quantidades limitadas de vapor de água.
Temperatura da superfície Devido à sua distância do Sol, Titã é muito mais frio que a Terra. Sua temperatura de superfície é de cerca de 94 K (−179 °C ou -290 °F). Nessas temperaturas, o gelo de água - se presente - não derrete, evapora ou sublima, mas permanece sólido. Por causa do frio extremo e também por causa da falta de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, cientistas como Jonathan Lunine viram Titã menos como um provável habitat para vida extraterrestre, do que como um experimento para examinar hipóteses sobre as condições que prevaleciam antes do aparecimento da vida na Terra. Mesmo que a temperatura normal da superfície em Titã não seja compatível com a água líquida, os cálculos de Lunine e outros sugerem que os ataques de meteoros podem criar "oásis de impacto" ocasionais - crateras nas quais a água líquida pode persistir por centenas de anos ou mais, o que permitiria a água com base na química orgânica.Committee on the Limits of Organic Life in Planetary Systems, Committee on the Origins and Evolution of Life, National Research Council; ; The National Academies Press, 2007; page 74
No entanto, Lunine não descarta a vida em um ambiente de metano e etano líquidos, e escreveu sobre o que a descoberta de tal forma de vida (mesmo que muito primitiva) implicaria sobre a prevalência da vida no universo.Jonathan Lunine "Saturn’s Titan: A Strict Test for Life’s Cosmic Ubiquity" (accepted for publication in Proceedings of the American Philosophical Society), July 21, 2009 (Revised November 7, 2009)
Hipóteses anteriores sobre a temperatura miniaturadaimagem|200x200px| Titã - visão infravermelha(13 de novembro de 2015). Na década de 1970, os astrônomos encontraram níveis inesperadamente altos de emissões infravermelhas de Titã. Uma possível explicação para isso é que a superfície estava mais quente do que o esperado, devido ao efeito estufa. Algumas estimativas da temperatura da superfície até se aproximam das temperaturas nas regiões mais frias da Terra. Havia, no entanto, outra explicação possível para as emissões infravermelhas: a superfície de Titã estava muito fria, mas a atmosfera superior foi aquecida devido à absorção da radiação ultravioleta por moléculas como etano, etileno e acetileno. pp 185–187.
Em setembro de 1979, a Pioneer 11, a primeira sonda espacial a conduzir observações aéreas de Saturno e suas luas, enviou dados mostrando que a superfície de Titã era extremamente fria para os padrões da Terra e muito abaixo das temperaturas geralmente associadas à habitabilidade planetária.
Temperatura futura Titã pode ficar mais quente no futuro. Daqui a cinco ou seis bilhões de anos, quando o Sol se tornar uma gigante vermelha, as temperaturas da superfície podem subir para ~ , alto o suficiente para que existam oceanos estáveis de uma mistura de água-amônia em sua superfície. À medida que a emissão ultravioleta do Sol diminui, a névoa na alta atmosfera de Titã se esgota, diminuindo o efeito antiestufa em sua superfície e permitindo que o efeito estufa criado pelo metano atmosférico desempenhe um papel muito maior. Juntas, essas condições podem criar um ambiente agradável a formas exóticas de vida e persistirão por várias centenas de milhões de anos. Este foi o tempo suficiente para a vida simples evoluir na Terra, embora a presença de amônia em Titã pudesse fazer com que as mesmas reações químicas ocorressem mais lentamente.
Ausência de água líquida superficial A falta de água líquida na superfície de Titã foi citada pelo astrobiólogo da NASA Andrew Pohorille em 2009 como um argumento contra a vida lá. Pohorille considera que a água é importante não apenas como o solvente usado pela "única vida que conhecemos", mas também porque suas propriedades químicas são "exclusivamente adequadas para promover a auto-organização da matéria orgânica". Ele questionou se as perspectivas de encontrar vida na superfície de Titã são suficientes para justificar as despesas de uma missão que a procuraria. No entanto, suas afirmações vão contra a ideia de que a vida na Terra não é o único tipo de vida possível.
Possível água líquida subterrânea Simulações de laboratório levaram à sugestão de que existe material orgânico suficiente em Titã para iniciar uma evolução química análoga ao que se pensa ter iniciado a vida na Terra. Enquanto a analogia assume a presença de água líquida por períodos mais longos do que é atualmente observável, várias hipóteses sugerem que a água líquida de um impacto poderia ser preservada sob uma camada de isolamento congelada. Também foi proposto que oceanos de amônia poderiam existir bem abaixo da superfície;Richard A. Lovett Saturn Moon Titan May Have Underground Ocean, National Geographic, March 20, 2008 um modelo sugere uma solução de amônia-água de até 200 quilômetros de profundidade sob uma crosta de gelo de água, condições que, "embora extremas para os padrões terrestres, são tais que a vida poderia realmente sobreviver". A transferência de calor entre as camadas interiores e superiores seria crítica para sustentar qualquer vida oceânica sub-superficial. A detecção de vida microbiana em Titã dependeria de seus efeitos biogênicos. Por exemplo, o metano e o nitrogênio atmosféricos podem ser examinados quanto à origem biogênica.
Dados publicados em 2012, obtidos da espaçonave Cassini da NASA, reforçaram as evidências de que Titã provavelmente abriga uma camada de água líquida sob sua casca de gelo.
Formação de moléculas complexas Titã é o único satélite natural conhecido no Sistema Solar que possui uma atmosfera totalmente desenvolvida que consiste em mais do que gases residuais. A atmosfera de Titã é densa, quimicamente ativa e é conhecida por ser rica em compostos orgânicos; isso levou a especulações sobre se precursores químicos da vida podem ter sido gerados ali. A atmosfera também contém gás hidrogênio, que circula pela atmosfera e pelo ambiente da superfície, e que seres vivos comparáveis aos metanógenos da Terra podem se combinar com alguns dos compostos orgânicos (como o acetileno) para obter energia. esquerda|miniaturadaimagem|371x371px| Traços de gases orgânicos na atmosfera de Titã - HNC (esquerda) e HC3N (direita). O experimento Miller-Urey e vários experimentos a seguir mostraram que, com uma atmosfera semelhante à de Titã e a adição de radiação UV, moléculas complexas e substâncias poliméricas como tolinas podem ser geradas. A reação começa com a dissociação de nitrogênio e metano, formando cianeto de hidrogênio e acetileno. Outras reações foram estudadas extensivamente.
Em outubro de 2010, Sarah Hörst, da Universidade do Arizona, relatou ter encontrado as cinco bases de nucleotídeos - blocos de construção de DNA e RNA - entre os muitos compostos produzidos quando a energia era aplicada a uma combinação de gases como os da atmosfera de Titã. Hörst também encontrou aminoácidos, os blocos de construção das proteínas. Ela relatou que foi a primeira vez que bases de nucleotídeos e aminoácidos foram encontrados em um experimento sem a presença de água líquida.
Em abril de 2013, a NASA relatou que produtos químicos orgânicos complexos podem surgir em Titã com base em estudos que simulam a atmosfera de Titã. Em junho de 2013, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) foram detectados na alta atmosfera de Titã.
A pesquisa sugeriu que a poliimina poderia funcionar prontamente como um bloco de construção nas condições de Titã. A atmosfera de Titã produz quantidades significativas de cianeto de hidrogênio, que prontamente se polimeriza em formas que podem capturar a energia da luz nas condições da superfície de Titã. Por enquanto, a resposta para o que acontece com o cianeto de Titã é desconhecida; embora seja rico na atmosfera superior onde é criado, ele se esgota na superfície, sugerindo que há algum tipo de reação consumindo-o.
Hipótese
Hidrocarbonetos como solventes