Har Pluto ingredienserne for livet?

Pluto har længe været set som en fjern, kold og for det meste død verden, men det første rumfartøj, der passerede den sidste år, afslørede mange overraskelser om denne fjerne dværgplanet.

Data fra New Horizons forbiflyvning blev færdig med at downloade til Jorden i oktober, og selvom det vil tage mange år for forskere at færdiggøre deres opgørelse og modellere resultaterne, tidlige undersøgelser giver spændende hints om dens komplekse kemi, måske endda en form for præ-biologiske processer under Plutos overflade. Komplekse lag af organisk dis; vandisbjerge fra en ukendt geologisk proces; mulige organiske stoffer på overfladen; og et flydende vandhav nedenunder - alle disse funktioner peger på en verden med meget mere liv, end videnskabsmænd længe har antaget.

"Forbindelsen med astrobiologi er øjeblikkelig - den er lige der foran dit ansigt. Du ser organiske materialer, vand og energi, sagde Michael Summers, en planetarisk videnskabsmand på New Horizons-teamet, der har specialiseret sig i strukturen og udviklingen af ​​planetariske atmosfærer.

Summers har været medforfatter til to forskningsartikler om emnet, med den første, "Fotokemien i Plutos atmosfære som belyst af nye horisonter, " offentliggjort i tidsskriftet Icarus i september. Det andet papir, "Begrænsninger på mikrofysikken ved Plutos fotokemiske dis fra New Horizons Observations" er i pressen i samme tidsskrift.

Sticky dis

Da jeg først så på billederne af Pluto, Summers blev mindet om en verden, han har studeret i årtier, mens han arbejdede ved George Mason University. Titan, en iskold orangefarvet måne af Saturn, er den eneste måne i solsystemet med en betydelig atmosfære og en flydende (metan) hydrologisk cyklus. Det har kulbrintekemi, herunder ethan- og methansøer, der har forbindelser, der kan være forløbere for den kemi, der kræves for livet.

I modsætning til Titan, Plutos atmosfære er tynd og sparsom, med dis, der rækker ud mindst 200 kilometer (125 miles) over overfladen, mindst ti gange højere end forskerne forventede. Men over 30 km (19 miles) udviser Pluto et paradoks, der ligner Titan med kondens, der sker i et område, der er for varmt i temperatur til, at der kan opstå dispartikler

NASAs Cassini -rumfartøj så den samme underlighed i de højeste områder af Titans atmosfære (ionosfæren) cirka 500 til 600 kilometer over overfladen (cirka 310 eller 370 miles). Gennem modellering, videnskabsmænd fastslog, at kondenseringen delvist er resultatet af Titans fotokemi, hvorved ultraviolet sollys nedbryder metan, udløser dannelsen af ​​kulbrinter.

"Denne tågedannelse initieres i ionosfæren, hvor der er elektrisk ladede partikler (elektroner og ioner), "Somre sagde." Elektronerne fastgøres til kulbrinterne og får dem til at hænge sammen. De bliver meget stabile, og når de falder gennem atmosfæren, vokser de ved, at andre partikler klæber til dem. Jo større de er, jo hurtigere de falder. På Titan, Når du går ned i atmosfæren, bliver dispartiklerne flere og meget større end på Pluto"

Set i bakspejlet, Summers sagde, at det ikke burde have været for meget af en overraskelse, at Pluto sandsynligvis har den samme proces. Ligesom Titan, det har en nitrogenatmosfære med metan som en mindre komponent. Hovedforskellen, imidlertid, er Plutos atmosfære kun 10 millibar ved overfladen, sammenlignet med Titans 1,5 bar. (En bar er en metrisk enhed for tryk, med 1 bar lig med 10, 000 pascal enheder, eller lidt mindre end det gennemsnitlige atmosfæriske tryk på Jorden ved havoverfladen.) Atmosfærisk trykforskel mellem de to kroppe påvirker også formen af ​​dispartiklerne, da Titans partikler er meget længere tid om at falde til overfladen og i sidste ende bliver sfæriske, mens Plutos dispartikler falder hurtigere og vokser til fraktaler.

Komplekse molekyler

Med den mulige produktion af kulbrinter og nitriler (et andet organisk molekyle) på Pluto, endnu mere interessant prækemi for livet kunne finde sted, Sagde Summers. "Du kan begynde at bygge komplekse præ-biotiske molekyler, " sagde han. Et eksempel er hydrogencyanid, muligvis et nøglemolekyle, der fører til præbiotisk kemi.

Hvad der også er rigeligt på Titan er tholiner, komplekse organiske forbindelser dannet, når solens ultraviolette lys rammer dispartiklerne. Det er sjældent på jorden, men almindelig på Titan og kan have bidraget til dens orange farve. Der er også en rødlig nuance på dele af Plutos overflade, som kunne være fra et lag af tholiner, sagde Summers.

Hans hurtige beregning anslår, at disse tholiner kan være 10 til 30 meter tykke, giver mere organisk materiale pr. kvadratmeter end en skov på jorden. Dette materiale kan også ændre dets kemiske sammensætning, da kosmiske stråler (højenergi strålingspartikler) rammer overfladen.

Spændende nok, rødligt materiale blev også spottet nær Plutos isvulkaner, eller calderas. Det er muligt, at dværgplaneten kunne have et hav under overfladen, der ligner det, der mistænkes på Titan, Saturns Enceladus og Jupiters Europa. Disse måner, imidlertid, har en tidevands energikilde indeni, skabt ved at kredser om deres enorme centrale planeter og interagere gravitationsmæssigt med andre måner. Pluto er berøvet sådan opvarmning, men det er muligt, at radioaktivitet i dets indre kan holde det indvendige væske, Sagde Summers.

"Dette er de ting, du har brug for for livet:Økologisk, råvarer og energi, " sagde Summers.

Selvom det er en strækning lige nu at sige, at Pluto er gæstfri for livet, Summers sagde, at han ser frem til at lave mere modellering. "Jeg har studeret Pluto hele mit liv, og forventede aldrig at tale om, at disse ting var der. "

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra NASAs Astrobiology Magazine. Udforsk Jorden og videre på www.astrobio.net.