| Simulējot iespējamos ķīmiskos procesus Saturna pavadoņa Titāna atmosfērā, Arizonas universitātes zinātnieku vadītā izpētes grupa atklāja, ka tur var veidoties un pastāvēt aminoskābes un nukleotīdi, kuras ir svarīgākās dzīvības sastāvdaļas uz Zemes. "Mūsu komanda ir pirmā, kurai izdevies to panākt atmosfērā bez šķidra ūdens klātbūtnes. Rezultāti liecina, ka ir iespējams izveidot sarežģītas molekulas atmosfēras augšējos slāņos," pastāstīja Sāra Horsta, kura vadīja pētījumu kopā ar planetārās zinātnes profesoru Rodžeru Jellu. 
Atklāto molekulu skaitā ir piecu nukleotīdu bāzes, kuras uz Zemes tiek izmantotas kā izejmateriāls DNS un RNS veidošanai. Tās ir citozīns, adenīns, timīns, guanīns un uracils. Vēl tika konstatētas vairākas aminoskābes, to skaitā arī glicīns un alanīns. Aminoskābes, kā mēs zinām, ir olbaltumvielu izejmateriāls. Pētījuma rezultāti liecina, ka Titāna atmosfēra varētu būt ne tikai prebiotisko materiālu krātuve, bet piedāvā arī pavisam jaunu skatījumu uz iespējamiem Zemes dzīvības izcelsmes veidiem. Tā vietā, lai veidotu pirmatnējo zupu, pirmās dzīvības sastāvdaļas varēja nolīt lejup no pirmatnējās miglas augstu atmosfērā. Titāns ir viens no mīklainākajiem Saules sistēmas pavadoņiem. "Tas ir vienīgais pavadonis Saules sistēmā, uz kura ir vērā ņemama atmosfēra," paskaidroja Horsta. "Tā atmosfēra plešas daudz tālāk kosmosā nekā Zemes. Pavadonis ir mazāks, tādēļ tam ir mazāka gravitācija, lai atmosfēru vilktu atpakaļ." Titāna atmosfēra ir arī daudz blīvāka. Spiediens uz pavadoņa virsmas ir līdzīgs tādam, kādu jūs izjūtat, nolaižoties aptuveni 5 metru dziļumā zem ūdens. "Tai pat laikā Titāna atmosfēra ir daudz līdzīgāka mūsējai nekā jebkura cita Saules sistēmas objekta atmosfēra," piebilda Horsta. "Patiesībā Titānu mēdz dēvēt par "laikā iesaldēto Zemi", jo daži uzskata, ka tieši tā Zeme varēja izskatīties savos attīstības pirmsākumos." Kad 1980. gados Titānam garām lidoja Voyager 1, tā uzņemtajos attēlos varēja ieraudzīt pūkainu, oranžu bumbu. "Ilgu laiku tas bija viss, ko mēs zinājām par Titānu," atcerējās Horsta. "Viss, ko tas redzēja, bija tikai atmosfēra nevis pavadoņa virsma. Mēs zinājām, ka tam ir atmosfēra, kurā ir metāns un mazākas organiskās molekulas, bet tas arī bija viss." Laika gaitā zinātnieki noskaidroja, ka Titāna migla sastāv no aerosoliem, līdzīgi kā smogs, kas klāj daudzas Zemes lielpilsētas. Aerosoli sastāv no niecīgām daļiņām, kas atgādina mazas sniega bumbas, ja tās aplūko pietiekami jaudīgā elektronmikroskopā. 
Tomēr precīzas Titāna aerosolu īpašības vēl atlika noskaidrot. Tas, ka šo aerosolu sastāvā varētu būt potenciālās dzīvības izejvielas - organiskās molekulas, šo uzdevumu darīja īpaši interesantu. "Mēs vēlējāmies noskaidrot, kādi ķīmiskie procesi var notikt atmosfērā," teica Horsta. "Vai tās ir mazas molekulas, kuras var pārvērsties daudz interesantākās lietās? Vai atmosfērā var veidoties olbaltumvielas?" Lai tas varētu notikt, ir nepieciešama enerģija, ar kuras palīdzību tiek sadalītas vienkāršākās atmosfēras molekulas - slāpeklis, metāns un oglekļa monoksīds. Pēc tam enerģija ir nepieciešama, lai izveidotu sarežģītākas struktūras, piemēram, prebiotiskās molekulas. "Šādi procesi nevar notikt uz Titāna virsmas," sacīja Horsta. "Migla ir tik bieza, ka uz pavadoņa pastāvīgi valda krēsla. Aptuveni -130oC temperatūrā ūdens ledus, kas, kā mēs domājam, atrodas uz Titāna virsmas, ir ciets kā granīts." Savukārt atmosfēras augstākos slāņus nepārtraukti bombardē Saules ultravioletais starojums un lādētās daļiņas, kuras nāk no Saules un tiek atstarotas no Saturna magnētiskā lauka. Šie faktori var aizsākt nepieciešamās ķīmiskās reakcijas. Lai pētītu Titāna atmosfēru, zinātniekiem nākas paļauties uz NASA zondes Cassini kopš 2004. gada savāktajiem datiem. "Ar Voyager mēs tikai palūkojāmies," teica Horsta. "Ar Cassini mēs to būsim pat nedaudz aptaustījuši." Cassini, kurš lido garām Titānam visai bieži, ir noķēris dažas no augšējos atmosfēras slāņos lidojošajām molekulām un izpētījis ar spektrometru, kas atrodas uz kosmosa kuģa. Par nelaimi instruments netika veidots tā, lai tas spētu tikt galā ar lielām molekulām, un nav precīzi zināms, kas īsti peld atmosfērā. "Cassini nevar pielidot tuvu klāt virsmai, jo atmosfēra bremzēs kosmosa kuģi," skaidroja Horsta. "Vistuvākais attālums ir bijis 900 kilometri. Tas nevar pietuvoties vēl vairāk." Lai iegūtu atbildes uz samilzušajiem jautājumiem, Horstai un līdzstrādniekiem nācās atveidot Titāna atmosfēru uz Zemes - kādā Parīzes laboratorijā. "Patiesībā mēs nespējam izveidot Titāna atmosfēru laboratorijā, bet mēs cerējām, ka šīs simulācijas mums ļaus saprast, kādu ķīmisko procesu rezultātā rodas aerosoli," teica Horsta. "Tad mēs varētu apvienot to, ko izdotos noskaidrot laboratorijā, ar zināšanām, kuras mums jau ir par Titānu." Nerūsējoša tērauda tvertnē tika sajauktas gāzes, kādas ir konstatētas uz Titāna. Šis maisījums tika pakļauts mikroviļņu starojumam, radot elektrisko izlādi, lai simulētu enerģiju, kas iedarbojas uz Titāna atmosfēras ārējiem slāņiem. 
Elektriskās izlādes rezultātā dažas gāzes reaģēja un izveidojās cietas vielas. Līdzīgā veidā ultravioletais starojums rada dūmaku uz Titāna. Sintēzes tvertne, kuru izveidoja sadarbības grupa Parīzē, ir unikāla, jo tajā tiek izmantoti elektriskie lauki, lai noturētu aerosolus "gaisā". "Aerosoli veidojas lidojumā," paskaidroja Horsta. "Tiklīdz tie ir pietiekami smagi, tie nokrīt tvertnes apakšā, no kurienes mēs tos paņemam. Un tad paraugi dodas ceļojumā." Lai analizētu paraugus, Horsta izmantoja augstas izšķirtspējas masas spektrometru Grenobles laboratorijā, kur iespējams nokļūt pēc trīs stundu brauciena ar ātrvilcienu. "Es jokoju, ka jutos kā spiedze filmā, jo es paņēmu paraugus, saliku tos mazās tvertnēs un devos uz vilcienu. Ik pēc piecām minūtēm es atvēru čemodānu, lai pārliecinātos, ka paraugi tur joprojām ir. Tie bija ārkārtīgi vērtīgi," pastāstīja Horsta. Izpētot reakciju produktus ar masas spektrometru, zinātnieki identificēja aptuveni 5000 dažādas molekulārās formulas. "Mums nebija ne mazāko ideju, cik daudz molekulu ir šajos paraugos. Mēs tikai zinājām, ka daudz," teica Horsta. "Pieņemot, ka katrai molekulai ir trīs līdz četras strukturālās variācijas, mēs runājam par aptuveni 20 000 molekulām, kuras tur varētu būt. Savā ziņā mēs nebijām pat pārsteigti, ka izdevās konstatēt nukleotīdus un aminoskābes." "Masas spektrometrs ļauj noskaidrot, no kādiem atomiem sastāv aerosoli, bet nepasaka šo molekulu struktūru," piebilda Horsta. "Tas, ko mēs patiesībā vēlējāmies noskaidrot, bija molekulu formulas." "Kaut kādas dīvainas domas vadīti, mēs nolēmām, ka vieglāk būs uzrakstīt visu aminoskābju un nukleotīdu formulas, kuras izmanto dzīvības formas uz Zemes, un ļaut datoram veikt analīzi," stāstīja Horsta. "Kādu dienu es sēdēju pie sava datora. Es tikko biju pabeigusi sarakstu un nospiedu "Enter", lai dotos padarīt ko citu," atcerējās Horsta. "Kad es atgriezos un palūkojos uz ekrāna, tur tapa visu atrasto lietu saraksts. Es kādu brīdi sēdēju un skatījos. Tas nevar būt!" "Es uzskrēju stāvu augstāk, lai sameklētu savu darba vadītāju, profesoru Jellu," smējās Horsta. "Viņa tur nebija, un es atgriezos savā kabinetā, tad atkal pie viņa, lai atklātu, ka Jella joprojām nav. Es biju ļoti satraukusies." "Mēs nesākām šo eksperimentu ar domu - mēs vēlāmies uztaisīt to un to. Tas bija vairāk kā - hei, paskatīsimies, vai tās tur ir. Visas tās mazās daļiņas lidinās plazmā, tādēļ mēs domājām, ka tur veidosies visdažādākās molekulas." Papildus nukleotīdiem, Horstai izdevās identificēt vairāk nekā pusi no 22 aminoskābēm, kuras uz Zemes tiek izmantotas olbaltumvielu ražošanā. Savā veidā Zemes dzīvības izejmateriālu atklāšana svešā vidē ir ironija, jo Titāna ķīmija savā veidā varētu līdzināties tai, kāda bija vērojama uz Zemes. Šie procesi ražoja bioloģiskās izejvielas, kuras galu galā nodrošināja dzīvības rašanos. Šādas reakcijas Zemes atmosfērā vairs nenotiek, jo tur ir daudz skābekļa, kurš apstādina lielu molekulu veidošanos. Titāna atmosfērā ir tikai tik daudz skābekļa, cik nepieciešams atsevišķu molekulu izveidei, bet pārāk maz, lai apstādinātu reakcijas. "Ir daudz iemeslu, kādēļ dzīvība uz Titāna varētu būt pavisma savādāka nekā uz Zemes," piebilda Horsta. "Viens no tiem ir šķidrs ūdens. Interesantākais ir tas, ka mēs tagad zinām, ka daudzko var izveidot atmosfērā. Kas zina, vai šādi ķīmiskie procesi nenotiek uz planētām ārpus Saules sistēmas robežām." The University of Arizona | 
