Interested Article - Толины

breeze
  • 2021-07-30
  • 2

Предлагаемая формула субструктуры толинов Титана

Толины (от др.-греч. θολός — мутный, неясный) — органические вещества , линии поглощения которых обнаружены в спектрах многих ледяных тел внешней Солнечной системы . Считается, что они представляют собой смесь различных органических сополимеров , образованных в атмосфере из простых органических соединений, таких как метан и этан , под действием ультрафиолетового излучения Солнца . Как полагают, толины являются химическими предшественниками жизни . Толины не образуются естественным образом на Земле на её современном этапе развития. Обычно обладают красновато-коричневым или коричневато-оранжевым оттенком. Масса молекул толинов в атмосфере Титана достигает 8000 а. е. м. , для сравнения масса молекул ДНК от около 995,000 а. е. м. (в 124 раза больше) до 10 9 а. е. м. , а пептидов до ~10 000 а. е. м. , однако, в отличие от них, толины являются более простыми, так как не формируются в присутствии кислорода , то есть не содержат данного элемента , имея общую формулу C x H y N z .

Термин «толин» был введен астрономом Карлом Саганом , чтобы описать вещество, полученное им в экспериментах Миллера — Юри с газовыми смесями, присутствующими в атмосфере Титана . Данный термин не является определённо согласованным, но в целом часто употребляется для описания красноватых органических компонентов на планетарной поверхности.

Происхождение и нахождение

Мутная дымка оранжеватого цвета в атмосфере Титана , содержащая толины . Фотография в натуральных цветах зонда « Кассини ».

« Титановые толины» и « тритоновые толины» являются органическим веществом с высоким содержанием азота , образовавшимся в результате облучения газовой смеси азота и метана, так как подавляющая часть атмосферного состава в обоих случаях приходится именно на азот, с небольшой примесью метана и пренебрежимо малой долей следов других газов. Этот атмосферный тип толинов отличается от « ледяных толинов», образующихся при облучении клатратов воды и органических соединений, таких как метан или этан. Плутино Иксион обладает данным составом в высокой степени.

Поверхности комет , кентавров и некоторых ледяных лун внешней Солнечной системы, таких как Тритон или Умбриэль , содержат залежи разновидностей как атмосферного типа толинов («титановых» и «тритоновых»), так и ледяных толинов. Некоторые транснептуновые объекты , такие как Седна , некоторые объекты из пояса Койпера , такие как Орк или Макемаке , и некоторые плутино , как (38628) Huya , содержат толины. В кольцах Сатурна имеются следы примесей толинов в водяном льде .

Мутность и оранжево-красный цвет поверхности кентавров предположительно вызваны наличием толинов.

Коричневатый оттенок некоторых участков атмосферы Юпитера может быть вызван наличием толинов . Фотография в натуральных цветах в видимом свете телескопа « Хаббл ».

В результате эксперимента, проведённого Карлом Саганом и (довольно тривиально) симулирующего нижние слои атмосферы Юпитера , в ней предполагается наличие толинов . Ранее высказывались предположения о наличии толинов как в атмосфере Юпитера, так и Сатурна С. 296 . На галилеевых спутниках Ганимеде и Каллисто предполагается наличие некоторого количества толинов на поверхности по результатам миссии КА « Галилео » .

Некоторые исследователи предполагают, что на развитие жизни на Земле на ранней стадии, возможно, повлияли кометы с высоким содержанием толинов, занёсшие сырьевой материал, необходимый для развития жизни , см. также Эксперимент Миллера — Юри , занимающийся данной проблемой. Следует заметить, что в эксперименте применялось напряжение до 60 кВ , в то время как напряжение молний в атмосфере Земли может достигать 1 ГВ , а молнии на Юпитере могут превышать энергию самых мощных земных в 10 раз . На современном этапе развития, начиная с кислородной революции около 2,4 млрд лет назад, толины не существуют из-за окисляющего свойства свободного кислорода , являющегося компонентом земной атмосферы .

Образование и свойства

Схема образования толинов в атмосфере Титана на высоте ~1000 км .

Теоретическая модель объясняет формирование толинов диссоциацией и ионизацией молекулярного азота и метана энергетичными частицами и солнечным излучением , формированием этилена , этана, ацетилена , цианистого водорода и других маленьких простых молекул и маленьких положительных ионов, дальнейшим формированием бензола и других органических молекул, их полимеризацией и формированием аэрозоля более тяжёлых молекул, которые сгущаются и выносятся на планетарную поверхность .

Толины, сформировавшиеся при низком давлении, склонны содержать атомы азота во внутренней части молекулы, в то время как для толинов, сформировавшихся при высоком давлении, более вероятно местонахождение атомов азота на окончаниях молекулы .

Группой французских учёных были получены около 200 разновидностей толинов в специальных реакторах , симулирующих атмосферу Титана. Пока не до конца понятно, по какому пути вещества строятся. Результат анализа коэффициента изотопов углерода оказался неожиданным. Толины, полученные в лабораторных условиях, не были обогащены лёгкими изотопами, несмотря на сложность самих молекул . Хотя известно, что более лёгкие изотопы химических элементов более охотно вступают в реакции и быстрее строят молекулы .

Толины могут выступать в качестве эффективного экрана от ультрафиолетового излучения , защищая планетарную поверхность, а также, возможно, могут даже формировать аминокислоты на поверхности планеты . В одном из экспериментов проба толинов облучалась мягким рентгеновским излучением , после чего в пробе был обнаружен аденин , являющийся составным элементом ДНК . Для инфракрасного излучения толины практически прозрачны .

В (довольно тривиально) просимулированной среде юпитерианских толинов, полученных в эксперименте Карлом Саганом , был обнаружен 4- кольцовый хризен , a преобладающими для данной смеси являются полициклические ароматические углеводороды с 4 и более бензольными кольцами , реже с меньшим количеством колец . ПАУ в свою очередь являются гораздо более простыми соединениями, нежели толины .

Широкое разнообразие почвенных бактерий в состоянии использовать толины в качестве их единственного источника углерода . Предположительно, толины были первичной микробной едой для гетеротрофных микроорганизмов перед появлением автотрофов . Существуют теоретические расчёты, исходя из которых микробы, возможно существующие на Титане, употребляют в пищу толины, падающие на них с неба .

Толины за пределами Солнечной системы

Толины были обнаружены в протопланетном диске , окружающем звезду HR 4796 A возрастом 8 миллионов лет, расположенную в 220 световых годах от Земли. Для обнаружения использовалась камера ближней инфракрасной области и многообъектный спектроскоп космического телескопа Хаббл . Полугодом позже, другая группа учёных показала, что довольно близкая спектральная картина, как от толинов, может получаться от мелких пористых частичек из обычных разновидностей космической пыли ( аморфные силикаты , аморфное железо и водный лёд ), указывая тем самым на то, что наличие сложных органических соединений в диске HR 4796A не является обязательным .

См. также

Примечания

  1. P. Ehrenfreund, J. J. Boon, J. Commandeur, C. Sagan et al. (англ.) // (англ.) ( : рец. науч. журнал . — Elsevier , 1995. — Vol. 15 , no. 3 . — P. 335—342 . — ISSN . — doi : . 24 сентября 2015 года. . — ( от 29 апреля 2014 на Wayback Machine ).
  2. В. Бедняков, М. Назаренко. // Знание — сила : науч.-поп. журнал / Под ред. И. Вирко. — М. . — Вып. 2010 , № 04 . — ISSN . 6 октября 2013 года.
  3. ↑ Sergio Pilling, Diana P. P. Andrade, Álvaro C. Neto, Roberto Rittner and Arnaldo Naves de Brito. (англ.) // : рец. науч. журнал . — 2009. — Vol. 113 , no. 42 . — P. 11161—11166 . — ISSN . — doi : . — arXiv : . .
  4. ↑ J. H. Waite Jr., D. T. Young, T. E. Cravens et al. (англ.) // Science : рец. науч. журнал . — 2007. — Vol. 316 , no. 5826 . — P. 870—875 . — ISSN . — doi : . 24 сентября 2015 года. . — ( от 29 апреля 2014 на Wayback Machine ).
  5. Bill Steele. (англ.) . Корнеллский университет (18 мая 2005). Дата обращения: 13 мая 2012. 12 сентября 2012 года.
  6. Алейникова Т. Л., Авдеева Л. В., Андрианова Л. Е. и др. // / Под ред. Е. С. Северина. — 1-е изд. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2003. — С. 141. — 779 с. — ISBN 5-9231-0254-4 . 14 апреля 2012 года. . Дата обращения: 13 мая 2012. Архивировано 14 апреля 2012 года. (рус.) (Дата обращения: 13 мая 2012)
  7. . . Дата обращения: 13 мая 2012. Архивировано из 22 апреля 2012 года.
  8. Neish, C. (англ.) . . Дата обращения: 23 мая 2012. 12 сентября 2012 года.
  9. Carl Sagan & B. N. Khare. (англ.) // Nature : рец. науч. журнал . — 1979. — Vol. 277 , no. 5692 . — P. 102—107 . — ISSN . — doi : . 29 апреля 2014 года. .
  10. ↑ (англ.) . ЕКА (1 июня 2007). — Вскрытие грязи Титана. ( (рус.) на сайте ). Дата обращения: 27 февраля 2012. 12 сентября 2012 года.
  11. H. Boehnhardt, S. Bagnulo, K. Muinonen, M. A. Barucci, L. Kolokolova, E. Dotto and G. P. Tozzi. (англ.) // : рец. науч. журнал . — 2004. — Vol. 415 , no. 2 . — P. L21—L25 . — ISSN . — doi : . 29 сентября 2013 года. .
  12. W. Reid Thompson, B. G. J. P. T. Murray, B. N. Khare, Carl Sagan. (англ.) // : рец. науч. журнал . — 1987. — Vol. 92 , no. A13 . — P. 14933—14947 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . — .
  13. W. M. Grundy, Марк В. Буйе и J. R. Spencer. (англ.) // The Astronomical Journal : рец. науч. журнал . — IOP Publishing , 2002. — Vol. 124 , no. 4 . — P. 2273—2278 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : .
  14. Lucy Ann Adams McFadden, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson. . — 2-е изд. — Амстердам , Бостон : Academic Press , 2007. — P. —502. — ISBN 978-0-12-088589-3 .
  15. Smith, B. A.; Soderblom, L. A.; Beebe, A.; Bliss, D.; Boyce, J. M.; Brahic, A.; Briggs, G. A.; Brown, R. H. et al. (англ.) // Science : рец. науч. журнал . — 1986. — Vol. 223 , no. 4759 . — P. 43—64 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . — . 24 сентября 2015 года.
  16. Chadwick A. Trujillo, Michael E. Brown, David L. Rabinowitz and Thomas R. Geballe. (англ.) // The Astrophysical Journal : рец. науч. журнал . — IOP Publishing , 2005. — Vol. 627 , no. 2 . — P. 1057—1065 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . — arXiv : . .
  17. J. P. Emery, C. M. Dalle Ore, D. P. Cruikshank, Y. R. Fernández, D. E. Trilling, and J. A. Stansberry. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : рец. науч. журнал . — EDP Sciences , 2007. — Vol. 466 , no. 1 . — P. 395—398 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : .
  18. M. A. Barucci, D. P. Cruikshank, E. Dotto, F. Merlin, F. Poulet, C. Dalle Ore, S. Fornasier and C. de Bergh. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : рец. науч. журнал . — EDP Sciences , 2005. — Vol. 439 , no. 2 . — P. L1—L4 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : .
  19. C. de Bergh, A. Delsanti, G. P. Tozzi, E. Dotto, A. Doressoundiram and M. A. Barucci. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : рец. науч. журнал . — EDP Sciences , 2005. — Vol. 437 , no. 3 . — P. 1115—1120 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . 5 февраля 2012 года.
  20. M. E. Brown, K. M. Barkume, G. A. Blake, E. L. Schaller, D. L. Rabinowitz, H. G. Roe and C. A. Trujillo. (англ.) // The Astronomical Journal : рец. науч. журнал . — IOP Publishing , 2007. — Vol. 133 , no. 1 . — P. 284—289 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : .
  21. J. Licandro, E. Oliva and M. Di Martino. (англ.) // Astronomy and Astrophysics : рец. науч. журнал . — EDP Sciences , 2001. — Vol. 373 , no. 3 . — P. L29—L32 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . 4 октября 2017 года.
  22. F. Pouleta, J.N. Cuzzib. (англ.) // Icarus : рец. науч. журнал . — 2002. — Vol. 160 , no. 2 . — P. 350—358 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . 9 сентября 2018 года.
  23. Nicholson, P.D. and 16 co-authors. (англ.) // Icarus : рец. науч. журнал . — 2008. — Vol. 193 , no. 1 . — P. 182—212 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . 28 июня 2014 года.
  24. ↑ Sagan, C. et al. (англ.) // The Astrophysical Journal : рец. науч. журнал . — IOP Publishing , 1993. — Vol. 414 , no. 1 . — P. . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . 21 января 2022 года. .
  25. B.N. Khare, Carl Sagan . (англ.) // Icarus : рец. науч. журнал . — 1981. — Vol. 48 , no. 2 . — P. 290—297 . — ISSN . — doi : . 24 сентября 2015 года. . (С. 296: Цитата: «[…]However, thermal and radiation degradation of the material is likely to make some of the molecules reported in Tables I and II accessible, both in the atmospheres of Jupiter and Saturn and in the interstellar medium, to appropriate spectral analysis.[…]» Перевод: «[…]Тем не менее, тепловая и радиационная деградация материала, вероятно, поспособствует применению спектрального анализа в отношении некоторых молекул представленных в Таблицах I и II, как в атмосферах Юпитера и Сатурна так и в межзвездной среде.[…]»)
  26. T. B. McCord et al. (англ.) // Science : рец. науч. журнал . — 1997. — Vol. 278 , no. 5336 . — P. 271—275 . — ISSN . — doi : . 24 сентября 2015 года. . — ( от 29 апреля 2014 на Wayback Machine ).
  27. . . Дата обращения: 13 мая 2012. 2 июня 2012 года.
  28. Молния // Энциклопедия Кольера. — Открытое общество . — 2000.
  29. . Популярная механика (15 октября 2007). Дата обращения: 13 мая 2012. 9 декабря 2012 года.
  30. David Darling. (англ.) . (by Дэвид Дарлинг ). — Толины в энциклопедии Дэвида Дарлинга The Encyclopedia of Science. Дата обращения: 14 февраля 2012. 28 февраля 2012 года.
  31. Megan McGuigan.; Sacks, Richard D.: (англ.) . Мичиганский университет . — Всесторонние двумерные газово-хроматографические исследования образцов толинов. Дата обращения: 14 февраля 2012. Архивировано из 12 сентября 2012 года.
  32. Steve Down. (англ.) . (15 октября 2006). — Прогуливаясь по атмосфере Титана. Дата обращения: 14 февраля 2012. 12 сентября 2012 года.
  33. Dougherty, Michele; Esposito, Larry. / Под ред. Krimigis, Stamatios. — 2009. — С. . — 805 с. — ISBN 978-1-4020-9216-9 .
  34. Stoker, C. R.; Boston, P. J.; Mancinelli, R. L.; Segal, W.; Khare, B. N.; Sagan, C. (англ.) // Icarus : рец. науч. журнал . — 1990. — Vol. 85 , no. 1 . — P. 241—256 . — ISSN . — doi : . — Bibcode : . 30 апреля 2019 года. .
  35. Леонид Попов. . Membrana (25 июля 2005). — По результатам работы (англ.) ( и . Дата обращения: 27 февраля 2012. Архивировано из 19 ноября 2011 года.
  36. . Элементы.ру (25 июля 2005). — По материалам . Дата обращения: 27 февраля 2012. 12 сентября 2012 года.
  37. John H. Debes, Alycia J. Weinberger, Glenn Schneider. (англ.) // The Astrophysical Journal : рец. науч. журнал . — IOP Publishing , 2008. — Vol. 673 , no. 2 . — P. 1191—1194 . — ISSN . — doi : . — arXiv : . .
  38. M. Köhler, I. Mann and Aigen Li. (англ.) // The Astrophysical Journal : рец. науч. журнал . — IOP Publishing , 2008. — Vol. 686 , no. 2 . — P. L95—L98 . — ISSN . — doi : . — arXiv : . .

Ссылки

Источник —

breeze
  • 2021-07-30
  • 2
  • Tags:

Same as Толины

The title for the last searches