Titan, la lune de Saturne, a surpris les scientifiques. Les astronomes ont découvert dans son atmosphère le cyclopropénylidène (C3H2), une molécule carbonée extrêmement rare et si réactive qu'elle ne peut exister sur Terre qu'en laboratoire.
En fait, il est si rare qu'il n'a jamais été trouvé auparavant dans l'atmosphère, dans le système solaire ou ailleurs. Le seul autre endroit où la molécule peut rester stable est dans le vide froid de l'espace interstellaire. Mais sur sa base, l'émergence de molécules organiques plus complexes est possible, qui peuvent un jour mener à la vie.
«Nous considérons Titan comme un véritable laboratoire, où nous voyons une chimie similaire à ce qui était sur la Terre ancienne lorsque la vie est née ici», a déclaré l'astrobiologiste Melissa Trainer du Goddard Space Flight Center de la NASA.
“Nous rechercherons des molécules plus grosses que C3H2, mais nous devons savoir ce qui se passe dans l'atmosphère pour comprendre les réactions chimiques qui conduisent à des molécules organiques complexes.”
Le cyclopropénylidène, que même les chercheurs de la NASA décrivent comme une «petite molécule très étrange», ne peut pas durer longtemps dans les conditions atmosphériques car il réagit très rapidement avec les molécules pour former d'autres composés.
Une fois la réaction effectuée, le cyclopropénylidène n'existe plus. Dans l'espace interstellaire, tout gaz ou poussière est très froid et diffus, ce qui signifie des interactions faibles, et le cyclopropénylidène peut exister.
Titan est très différent de l'espace interstellaire. Avec des lacs d'hydrocarbures, des nuages d'hydrocarbures et une atmosphère majoritairement azotée avec peu de méthane. L'atmosphère est quatre fois plus épaisse que celle de la Terre (également dominée par l'azote). Les scientifiques pensent qu'il y a un immense océan d'eau salée sous la surface.
En 2016, une équipe de scientifiques dirigée par le scientifique planétaire Conor Nixon du Goddard Space Flight Center de la NASA a utilisé l'Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) au Chili pour sonder l'atmosphère du titane à la recherche de molécules organiques.
La signature de l'étrange molécule a été trouvée dans la ténue haute atmosphère, au-dessus de la surface. En la comparant à une base de données de profils chimiques, l'équipe a identifié la molécule comme étant du cyclopropénylidène. Il est probable que la minceur de l'atmosphère à cette altitude contribue à la survie de la molécule, mais pourquoi elle est apparue sur Titan et pas sur aucune autre planète reste un mystère.
«Quand j'ai réalisé que je regardais le cyclopropénylidène, ma première pensée a été:« Eh bien, c'est vraiment inattendu », a déclaré Nixon. «Titan est unique dans notre système solaire. Il s'est avéré être un trésor de nouvelles molécules.
Le cyclopropénylidène présente un intérêt particulier car il est connu comme une molécule cyclique; ses trois atomes de carbone sont liés dans un anneau (dans un triangle, mais le principe est le même). Bien que le cyclopropénylidène lui-même ne soit pas connu pour jouer un rôle biologique, les bases azotées de l'ADN et de l'ARN sont basées sur de tels anneaux moléculaires.
“Leur nature cyclique ouvre une branche supplémentaire de la chimie qui permet la création de molécules biologiquement importantes”, a déclaré l'astrobiologiste Alexander Thelen du Goddard Space Flight Center de la NASA.
Plus la molécule est petite, plus elle a de potentiel – on s'attend à ce que les réactions impliquant des molécules plus petites avec moins de liaisons se produisent plus rapidement que les réactions impliquant des molécules plus grandes et plus complexes. Cela signifie que les réactions impliquant de petites molécules conduiront à des résultats plus variés.
Le titane est déjà une ruche d'activité chimique organique. L'azote et le méthane se décomposent à la lumière du soleil, provoquant une cascade de réactions chimiques. La question de savoir si ces réactions peuvent mener à la vie est une question à laquelle les scientifiques sont impatients de répondre.
«Nous essayons de déterminer si Titan est habitable», a déclaré la géologue Rosalie Lopez du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. «Nous voulons donc savoir quels composés de l'atmosphère atteignent la surface, puis si ce matériau peut passer à travers la croûte de glace dans l'océan en contrebas, car nous pensons que l'océan est là où se trouvent les conditions habitables.
La découverte des composés présents dans l'atmosphère est une étape très importante de ce processus de recherche. Le cyclopropénylidène, une molécule extrêmement rare, pourrait être un élément clé de la vie chimique de Titan.
La recherche est publiée dans The Astronomical Journal.
Sources: Photo: NASA / JPL-Caltech / Université de l'Arizona / Université de l'Idaho
