एरिज़ोना विश्वविद्यालय से
एरिजोना विश्वविद्यालय के एक विश्वविद्यालय द्वारा बताया गया है कि वायुमंडलीय नाइट्रोजन को कार्बनिक मैक्रोमॉलिक्यूल में कैसे शामिल किया जा सकता है, यह दिखाने वाला पहला प्रयोगात्मक सबूत। खोज से पता चलता है कि टाइटन पर कार्बनिक अणु क्या हो सकते हैं, शनि का चंद्रमा जो वैज्ञानिकों को लगता है कि पूर्व-जीवन पृथ्वी के रसायन विज्ञान के लिए एक मॉडल है।
हिरोशी इमानका ने कहा कि पृथ्वी और टाइटन एकमात्र ज्ञात ग्रहीय आकार के पिंड हैं जिनमें मोटे, मुख्य रूप से नाइट्रोजन वायुमंडल हैं, जिन्होंने यूए के रसायन विज्ञान और जैव रसायन विभाग के एक सदस्य के रूप में शोध किया।
इमानका ने कहा कि जटिल कार्बनिक अणु प्रारंभिक पृथ्वी या टाइटन के वातावरण की तरह नाइट्रोजनयुक्त हो जाते हैं।
यूएएन के लूनर एंड प्लैनेटरी लेबोरेटरी के सहायक अनुसंधान वैज्ञानिक इमानका ने कहा, "टाइटन इतना दिलचस्प है क्योंकि इसका नाइट्रोजन-वर्धित वातावरण और जैविक रसायन हमें हमारी पृथ्वी पर जीवन की उत्पत्ति का संकेत दे सकते हैं।" "नाइट्रोजन जीवन का एक अनिवार्य तत्व है।"
हालांकि, सिर्फ कोई नाइट्रोजन नहीं करेगा। नाइट्रोजन गैस को नाइट्रोजन के अधिक रासायनिक रूप से सक्रिय रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए जो जैविक प्रणालियों का आधार बनने वाली प्रतिक्रियाओं को चला सकता है।
इमानका और मार्क स्मिथ ने टाइटन के वायुमंडल के समान नाइट्रोजन-मीथेन गैस मिश्रण को उच्च-ऊर्जा यूवी किरणों के साथ गैस को विकिरण करके नाइट्रोजन-युक्त कार्बनिक अणुओं के संग्रह में परिवर्तित कर दिया। प्रयोगशाला सेट-अप की नकल करने के लिए डिज़ाइन किया गया था कि सौर विकिरण टाइटन के वातावरण को कैसे प्रभावित करता है।
ज्यादातर यूएएस प्रोफेसर और रसायन शास्त्र और जैव रसायन के प्रमुख स्मिथ ने कहा कि अधिकांश नाइट्रोजन गैसीय तत्वों की बजाय सीधे ठोस यौगिकों में चले गए। पिछले मॉडल ने भविष्यवाणी की थी कि नाइट्रोजन गैसीय यौगिकों से ठोस ठोस की ओर एक लम्बी स्टेपवाइज प्रक्रिया में चलेगी।
टाइटन नारंगी रंग का दिखता है क्योंकि कार्बनिक अणुओं का एक स्मॉग ग्रह को घेर लेता है। स्मॉग के कण अंततः सतह पर आकर बस जाते हैं और उन स्थितियों के संपर्क में आ सकते हैं जो जीवन का निर्माण कर सकती हैं, इमानका ने कहा, जो माउंटेन व्यू, कैलिफ़ोर्निया में SETI संस्थान में एक प्रमुख अन्वेषक भी हैं।
हालांकि, वैज्ञानिकों को यह पता नहीं है कि टाइटन के स्मॉग कणों में नाइट्रोजन है या नहीं। अगर कुछ कण एक ही नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक अणु हैं जो प्रयोगशाला में बनाई गई यूए टीम है, तो जीवन के लिए अनुकूल परिस्थितियां अधिक होने की संभावना है, स्मिथ ने कहा।
इस तरह की प्रयोगशाला टिप्पणियों से पता चलता है कि अगले अंतरिक्ष मिशनों को क्या देखना चाहिए और खोज में मदद के लिए कौन से उपकरण विकसित किए जाने चाहिए, स्मिथ ने कहा।
इमानका और स्मिथ का पेपर, "टाइटन के ऊपरी वायुमंडल में नाइट्रोजनयुक्त कार्बनिक एरोसोल का निर्माण", 28 जून के सप्ताह में राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही के प्रारंभिक ऑनलाइन संस्करण में प्रकाशन के लिए निर्धारित है। नासा ने अनुसंधान के लिए धन प्रदान किया।
UA के शोधकर्ता टाइटन के पतले ऊपरी वातावरण में परिस्थितियों का अनुकरण करना चाहते थे क्योंकि कैसिनी मिशन के परिणामों ने संकेत दिया था कि "अत्यधिक यूवी" विकिरण जटिल कार्बनिक अणुओं के वातावरण को मार रहा है।
इसलिए, इमानका और स्मिथ ने लॉरेंस बर्कले नेशनल लैबोरेटरी के बर्कले, कैलिफोर्निया में उन्नत प्रकाश स्रोत का उपयोग किया। बहुत कम दबाव में आयोजित नाइट्रोजन और मीथेन गैस वाले स्टेनलेस स्टील सिलेंडर में उच्च ऊर्जा यूवी प्रकाश को शूट करने के लिए कैलिफ़ोर्निया।
शोधकर्ताओं ने विकिरण के परिणामस्वरूप होने वाले रसायनों का विश्लेषण करने के लिए एक मास स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया।
हालांकि यह सरल लगता है, प्रायोगिक उपकरण स्थापित करना जटिल है। यूवी प्रकाश को स्वयं गैस चैंबर में अपने रास्ते पर वैक्यूम कक्षों की एक श्रृंखला से गुजरना होगा।
कई शोधकर्ता उन्नत प्रकाश स्रोत का उपयोग करना चाहते हैं, इसलिए साधन पर समय के लिए प्रतिस्पर्धा भयंकर है। इमानका और स्मिथ को प्रति वर्ष एक या दो समय स्लॉट आवंटित किए गए थे, जिनमें से प्रत्येक दिन केवल पांच से 10 दिनों के लिए आठ घंटे के लिए था।
प्रत्येक समय स्लॉट के लिए, इमानका और स्मिथ को सभी प्रायोगिक उपकरणों को एक वैन में पैक करना था, बर्कले को ड्राइव करना था, नाजुक उपकरण सेट करना और प्रयोगों की गहन श्रृंखला में लॉन्च करना था। उन्नत प्रकाश स्रोत पर अपने समय का अधिकतम लाभ उठाने के लिए उन्होंने कभी-कभी 48 घंटे से अधिक काम किया। सभी आवश्यक प्रयोगों को पूरा करने में वर्षों लग गए।
यह नर्व-रैकिंग था, इमानका ने कहा: "अगर हम सिर्फ एक पेंच याद करते हैं, तो यह हमारे बीम समय को गड़बड़ कर देता है।"
शुरुआत में, उन्होंने केवल सिलेंडर से गैसों का विश्लेषण किया। लेकिन उन्होंने किसी भी नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक यौगिकों का पता नहीं लगाया।
इमानका और स्मिथ ने सोचा कि प्रायोगिक सेट-अप में कुछ गड़बड़ है, इसलिए उन्होंने सिस्टम को घुमा दिया। लेकिन फिर भी कोई नाइट्रोजन नहीं।
"यह काफी रहस्य था," कागज के पहले लेखक इमानका ने कहा। "नाइट्रोजन कहाँ गया?"
अंत में, दो शोधकर्ताओं ने भूरे रंग के गंक के टुकड़ों को इकट्ठा किया जो सिलेंडर की दीवार पर इकट्ठा हुए और इसका विश्लेषण किया कि इमानका ने "सबसे परिष्कृत द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमीटर तकनीक" क्या कहा।
इमानका ने कहा, "तब मैंने आख़िरकार नाइट्रोजन पाया!"
इमानका और स्मिथ को संदेह है कि ऐसे यौगिक टाइटन के ऊपरी वायुमंडल में बनते हैं और अंततः टाइटन की सतह पर आते हैं। एक बार सतह पर, वे एक ऐसे वातावरण में योगदान करते हैं जो जीवन के विकास के लिए अनुकूल है।
