septiembre 17, 2021

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El experimento “Titán en vidrio” recrea la luna helada de Saturno en un tubo de ensayo

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Los científicos han imitado las condiciones de Titán en un tubo de ensayo, con resultados sorprendentes.

NASA / JPL-Caltech

La luna helada gemela de Saturno, Titán, se asemeja a la realidad alternativa de la Tierra Buena cantidad de rompecabezas. Es el único otro mundo de nuestro sistema solar que está dominado por moléculas orgánicas y decorado con lagos y ríos. Incluso tiene una atmósfera densa, un clima monzónico y precipitaciones.

Aunque no es exactamente igual a nuestra casa, sus lagos están llenos de metano y la lluvia probablemente nos quemará la piel. Titán Resultó ser un campo prometedor para buscar signos de vida extraterrestre.

La NASA tiene planes de lanzar un helicóptero, que describen como un “gran dron”, a Titán en 2027 con Misión LibélulaEsperando encontrar algo genial. Pero dado que la nave espacial de la NASA tardará otros siete años en llegar al cuerpo planetario (está aproximadamente a mil millones de millas de distancia), muchos investigadores están trabajando para comprender el entorno de Titán aquí en la Tierra.

Un nuevo experimento, dirigido por investigadores de la Universidad Metodista del Sur, tenía como objetivo hacer esto simulando las condiciones de Titán en un tubo de ensayo. Titán parece extraño, pero comparte muchas moléculas orgánicas con nuestro planeta. Pero es un lugar más fresco.

Tomče Runčevski explica: “Si vamos a estudiar minerales en Titán, tenemos que observar estas moléculas orgánicas comunes … pero mírelas con otros ojos; mírelas a través del prisma de Titán”. Profesor asistente en la Universidad Metodista del Sur e investigador principal del ensayo. Pie En la reunión de otoño de la American Chemical Society.

El objetivo del “Titan-in-a-Glass” de Runčevski era precisamente eso. El equipo combinó las características de Titán, como bajas temperaturas y fluidos característicos, dentro de cilindros de vidrio. Luego agregaron dos moléculas, acetonitrilo y propionitrilo, que están presentes en la atmósfera de la luna.

En Titán, estos compuestos se encuentran en forma de cristales sólidos que contienen secuencias de “polimorfos” o cambios en la estructura, que dependen de la temperatura. La composición química es la misma, pero el método de unión química varía ligeramente según el calor o el frío.

Mezclar las moléculas juntas condujo a un resultado algo sorprendente.

Cuando los investigadores llevaron a cabo su experimento “Titan-in-a-glass”, las secuencias estructurales de estas dos moléculas cambiaron, con temperaturas altas y bajas estables. También se han modificado las propiedades del vehículo.

“Esto es muy interesante e importante, porque hasta ahora … todos los estudios que se han hecho sobre acetonitrilo – y hay muchos estudios – asumen que tienen un polimorfo de baja temperatura, porque la temperatura es baja en Titán . “

Titán cuenta con temperaturas bajo cero de hasta -290 grados Fahrenheit. Sin embargo, esto no evitó la formación de polimorfos a altas temperaturas. El resultado muestra que la temperatura no solo afecta la química de Titán.

“En Titán, no podemos asumir que estas partículas estarán solas”, dijo Ronchevsky. “Titán es un científico; las probabilidades de que alguien encuentre estas partículas en la forma que sugerimos serían apropiadas”.

Sorprendentemente, las propiedades recientemente descubiertas del acetonitrilo y el propionitrilo también pueden abordar muchas de las preguntas de larga data de la química terrestre.

“En las condiciones de la Tierra, estos productos químicos son líquidos, por lo que a nadie ‘le importa’ cómo se verían sus sólidos. Ahora, gracias a Titán, este tipo de investigación se ha revitalizado y la gente está empezando de nuevo a analizar estas cuestiones básicas”, dijo Ronevsky. .

Además, “el hecho de que ahora, en el siglo XXI, sigamos descubriendo cosas sobre los disolventes orgánicos y los combustibles más comunes en la Tierra es maravilloso”.

El equipo tiene como objetivo comparar sus resultados con los datos espectroscópicos recopilados por la NASA. Cassini Huygens La misión, que envió una sonda para recorrer Saturno y sus lunas entre 1997 y 2017.

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