Titano, la più grande luna di Saturno, continua a sorprendere la comunità scientifica. Un recente studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences ha rivelato che alcune sostanze normalmente incompatibili possono combinarsi nel suo ambiente estremo, sfidando una delle regole fondamentali della chimica. La scoperta potrebbe avere implicazioni importanti per la comprensione dell’origine della vita.
Considerata uno dei mondi più insoliti del Sistema Solare, Titano presenta caratteristiche che ricordano le prime fasi evolutive della Terra. La sua superficie, estremamente fredda, ospita laghi e fiumi di metano ed etano liquidi: è l’unico altro luogo conosciuto, oltre alla Terra, dove liquidi formano bacini stabili sulla superficie. Titano ha un clima e stagioni: ci sono venti, si formano nuvole e piove, anche se sotto forma di metano anziché acqua. Le misurazioni indicano inoltre la probabile presenza di un vasto oceano di acqua liquida a molti chilometri sotto la crosta ghiacciata, che in linea teorica potrebbe ospitare forme di vita.
L’atmosfera che avvolge questa luna così singolare è spessa e composta principalmente da azoto e metano, una combinazione che potrebbe somigliare a quella della Terra primordiale. La luce solare e le radiazioni cosmiche inducono reazioni chimiche tra queste molecole, generando una foschia arancione e complessa, ricca di composti organici. Tra questi, il cianuro di idrogeno è uno dei più abbondanti.
Secondo lo studio condotto da ricercatori della Chalmers University of Technology in Svezia, in collaborazione con il Jet Propulsion Laboratory della Nasa, il cianuro di idrogeno — una molecola fortemente polare — può formare co-cristalli stabili con sostanze apolari come metano ed etano. Una combinazione ritenuta impossibile secondo la regola chimica per cui “il simile scioglie il simile”, che prevede l’incompatibilità tra molecole polari e apolari.
Martin Rahm, professore associato a Chalmers e coordinatore dello studio, ha spiegato che la scoperta è avvenuta grazie a esperimenti condotti a -180 °C, temperatura tipica della superficie di Titano. Utilizzando la spettroscopia laser, i ricercatori hanno osservato che le molecole restavano integre, ma si organizzavano in strutture cristalline miste. Simulazioni computazionali su larga scala hanno confermato la stabilità di queste strutture e la coerenza con i dati spettroscopici rilevati dalla Nasa.
Rappresentazione artistica di Dragonfly, il primo velivolo a rotori del suo genere destinato all’esplorazione di un altro mondo, volerà in diverse zone della luna Titano e ne studierà l’abitabilità. Crediti: Nasa/Johns Hopkins Apl
Questa interazione inaspettata potrebbe avere implicazioni geologiche — influenzando la morfologia di laghi, mari e dune — ma anche biochimiche, poiché il cianuro di idrogeno è considerato un precursore fondamentale nella sintesi abiotica di amminoacidi e basi azotate, i mattoni delle proteine e del Dna. La scoperta amplia quindi la nostra comprensione della chimica che precede l’emergere della vita, soprattutto in ambienti estremi e inospitali, come spiega Martin Rahm: «Il cianuro di idrogeno si trova in molte zone dell’Universo, ad esempio nelle grandi nubi di polvere, nelle atmosfere planetarie e nelle comete. I risultati del nostro studio potrebbero aiutarci a capire cosa accade in altri ambienti freddi dello spazio. E potremmo scoprire se altre molecole apolari possono penetrare nei cristalli di cianuro di idrogeno e, in tal caso, cosa questo potrebbe significare per la chimica che precede l’emergere della vita».
In attesa che la sonda Dragonfly della Nasa raggiunga Titano nel 2034 per esplorarne la superficie e analizzare la chimica prebiotica in situ, le attività di ricerca sul comportamento del cianuro di idrogeno proseguono. Ogni nuova simulazione, ogni esperimento condotto in laboratorio contribuisce a ricostruire il mosaico chimico presente agli albori della vita sulla Terra, ma forse anche altrove nel Sistema Solare. Titano, con la sua atmosfera densa e i suoi laghi alieni, si conferma così uno dei luoghi più promettenti per indagare le origini della complessità biologica.
Immagine in alto: I ricercatori sono da tempo affascinati dalla più grande luna di Saturno, Titano, e dal suo ambiente ghiacciato, che ospita laghi, mari, dune di sabbia e un’atmosfera spessa ricca di azoto, metano e una chimica complessa a base di carbonio. Titano condivide alcune caratteristiche con le prime fasi evolutive della Terra e potrebbe quindi offrire agli scienziati indizi sull’origine della vita. Crediti: Nasa-Jpl-Space Science Institute
