Een bizarre vondst, die wel eens implicaties kan hebben voor de leefbaarheid van de maan.

Astronomen hebben in de atmosfeer van Titan cyclopropenylideen ontdekt. Het molecuul – bestaande uit koolstof en waterstof – is nog nooit in de atmosfeer van een hemellichaam teruggevonden en de atmosfeer van Titan is misschien wel de laatste plek waar onderzoekers het zouden hebben verwacht. Maar het molecuul is er toch echt te vinden. En zou er in theorie wel eens dienst kunnen doen als een voorloper van complexere verbindingen die leven mogelijk maken.

Vreemd
Astronomen ontdekten het molecuul met behulp van radiotelescopen op Chili. “Het is een heel vreemd molecuul en ook niet het type molecuul dat je tijdens natuur- en scheikunde op de middelbare school leert of zelfs tijdens een bacheloropleiding chemie over hoort,” vertelt onderzoeker Michael Malaska. “Hier op aarde kom je het gewoon niet tegen.”


Interactie
Sterker nog: onderzoekers hebben het nog nooit in de atmosfeer van welke andere planeet dan ook gespot. En om eerlijk te zijn, hadden ze het ook niet zo snel in een atmosfeer verwacht. Cyclopropenylideen is namelijk een molecuul dat heel gemakkelijk de interactie aangaat met andere moleculen en zo opgaat in heel andere chemische substanties.

Onverwacht
Eerder hebben onderzoekers het molecuul wel aangetroffen in gas- en stofwolken in de interstellaire ruimte. Maar dat is ook niet zo gek; deze wolken zijn zo koud dat veel chemische reacties er lastig of zelfs onmogelijk zijn en ook cyclopropenylideen zijn identiteit kan behouden. Heel anders is het echter in de atmosfeer van Titan waar – bij veel hogere temperaturen – continu chemische reacties plaatsvinden. “Toen ik me realiseerde dat ik cyclopropenylideen zag, was het eerste wat ik dacht: ‘Nou, dat is echt heel onverwacht’,” vertelt onderzoeker Conor Nixon.

“De cyclische aard van de moleculen maakt een heel nieuwe tak van chemie mogelijk waarbij je moleculen kunt bouwen die belangrijk zijn voor leven”

Leefbaar?
Voor nu gaat cyclopropenylideen de boeken in als de tweede cyclische verbinding – een chemische verbinding waarbij de atomen in het molecuul een gesloten systeem vormen – die op Titan is aangetroffen. De eerste die op Titan is teruggevonden is benzeen. Deze moleculen zijn heel interessant, omdat ze dienst kunnen doen als een soort fundament voor de nucleobasen van DNA – de complexe chemische structuur die de genetische code van het leven herbergt – en RNA. “De cyclische aard van de moleculen maakt een heel nieuwe tak van chemie mogelijk waarbij je moleculen kunt bouwen die belangrijk zijn voor leven,” stelt onderzoeker Alexander Thelen.


Aardachtig
Of er op Titan leven mogelijk is, is nog onduidelijk. Maar uitsluiten kunnen de onderzoekers het niet. Niet in de laatste plaats omdat de maan in veel opzichten sterk lijkt op onze aarde. Zo heeft Titan een dikke atmosfeer die – net als de atmosfeer van de aarde – voornamelijk uit stikstof bestaat. Daarnaast is in die atmosfeer ook methaan te vinden. En wanneer methaan- en stikstofmoleculen onder invloed van de straling van de zon uiteenvallen, ontstaan er allerlei interessante organische verbindingen. Als klap op de vuurpijl herbergt Titan naast meren en rivieren op het oppervlak (weliswaar gevuld met vloeibaar methaan en ethaan) ook een ondergrondse zoutwateroceaan. “Wij proberen uit te zoeken of Titan leefbaar is,” stelt onderzoeker Rosaly Lopes. “Daarom willen we weten welke stoffen zich vanuit de atmosfeer naar het oppervlak begeven en of die vervolgens ook door de ijskorst de onder het oppervlak gelegen oceaan kunnen bereiken, want we denken dat je daar leefbare omstandigheden vindt.”

Puzzelstukjes
Om dat allemaal helder te krijgen, is het belangrijk dat onderzoekers precies weten wat er in de atmosfeer van Titan aan moleculen te vinden is en welke chemische reacties er plaatsvinden. “We moeten weten wat er in de atmosfeer gebeurt om de chemische reacties die ertoe leiden dat complexe organische moleculen ontstaan en vanuit de atmosfeer op het oppervlak belanden, te begrijpen,” stelt onderzoeker Melissa Trainer. En in dat opzicht is de ontdekking van cyclopropenylideen dan ook heel belangrijk. “Elk klein puzzelstukje dat we ontdekken, kan helpen om de enorme puzzel van alles wat daar (in de atmosfeer, red.) speelt, te voltooien,” aldus Malaska.

De studies naar de atmosfeer van Titan zijn niet alleen van belang voor de potentiële leefbaarheid van de maan, maar kunnen tevens meer inzicht geven in de geschiedenis van onze eigen planeet en het leven dat daarop te vinden is. Aangenomen wordt dat de bouwblokken van leven die op Titan te vinden zijn, miljarden jaren geleden ook op aarde ontstonden en uiteindelijk hebben geleid tot het ontstaan van het leven zoals wij dat nu kennen. Dat idee wordt verder onderschreven door het feit dat de atmosfeer van de aarde tussen de 3,8 en 2,5 miljard jaar geleden niet rijk was aan zuurstof, maar rijk was aan methaan en de omstandigheden dus wel eens vergelijkbaar kunnen zijn geweest met de omstandigheden op het hedendaagse Titan. “We zien Titan als een real-life laboratorium waar we getuige kunnen zijn van de chemie die plaatsvond op de aarde toen het leven daar voet aan de grond probeerde te krijgen,” stelt Trainer.

Dragonfly
Tot enkele jaren geleden hadden we een ruimtesonde om de gasreus Saturnus draaien die zo af en toe ook een blik op Titan kon werpen. Deze missie – Cassini genaamd – leverde een schat aan informatie op over Saturnus en zijn manen, waaronder dus ook Titan. Maar inmiddels is de missie ten einde en is het niet langer mogelijk om de maan van heel dichtbij te bestuderen. Maar daar komt verandering in. In 2026 wil NASA een drone – Dragonfly genaamd – naar Titan sturen. Deze moet vanaf 2034 2,5 jaar onderzoek gaan doen op de maan en zal op verschillende plekken op de maan op zoek gaan naar bouwstenen voor leven.