Forskare från Southern Methodist University (SMU) kan hjälpa till att avgöra om Saturnus iskalla måne – Titan – någonsin har varit hem till liv långt innan NASA avslutar ett utforskande besök på sin yta med en drönarhelikopter.

NASA tillkännagav i slutet av juni att dess "Dragonfly"-uppdrag skulle starta mot Saturnus största måne 2026, förväntas anlända 2034. Målet med uppdraget är att använda en rotorfarkost för att besöka dussintals lovande platser på Titan för att undersöka kemin, atmosfäriska och ytegenskaper som kan leda till liv.

SMU tilldelades en $195, 000 bidrag, även i juni, att återge vad som händer på Titan i en laboratoriemiljö. Projektet, finansierat av Houston-baserade Welch Foundation, kommer att ledas av Tom Runčevski, en biträdande professor i kemi vid SMU:s Dedman College of Humanities and Sciences. SMU-studenten Christina McConville tilldelades också ett stipendium av Texas Space Grant Consortium för att hjälpa till med projektet.

Innan rotorfarkosten landar på Titan, kemister från SMU kommer att återskapa förhållandena på Titan i flera glascylindrar - var och en i storleken som en nåltopp - så att de kan lära sig om vilken typ av kemiska strukturer som kan bildas på Titans yta. Kunskapen om dessa strukturer kan i slutändan hjälpa till att bedöma möjligheten av liv på Titan – oavsett om det var i det förflutna, nutid eller framtid.

Forskare har länge ansett Titan vara mycket lik den pre-biotiska jorden, även om det är en kylig värld mycket längre från solen än vår planet. Titan är den enda månen i solsystemet som har en tät atmosfär som jorden, och är också den enda världen förutom jorden som har stående kroppar av vätskor, inklusive sjöar, floder och hav, på dess yta. Dessutom, NASA-forskare tror att Titan kan ha ett hav av vatten under ytan.

"Titan är en fientlig plats, med sjöar och hav av flytande metan, och regn och stormar av metan. Stormarna bär organiska molekyler som produceras i atmosfären till ytan, och vid ytförhållanden, bara metan, etan och propan är vätskor. Alla andra organiska molekyler är i sin fasta form - eller, som vi skulle kalla dem på jorden, mineraler, " förklarade Runčevski.

"Vi är intresserade av den kemiska sammansättningen och kristallstrukturen hos dessa organiska mineraler, eftersom man tror att mineraler spelade en nyckelroll i livets ursprung på jorden, " sa han. "Därför, vår forskning kan hjälpa till att bedöma dessa möjligheter för konstigt "metanogent" Titanean-liv."

Runčevski tillade att all information de får om strukturen av Titans övre lagerskorpa, som är gjord av organiska mineraler, kan visa sig vara mycket användbar för NASA:s Dragonfly-uppdrag.

För att skapa dessa "Titans in a jar" på SMU, Runčevski sa att de kommer att använda information om förhållandena på Titan som erhölls under uppdraget Cassini-Huygens, som slutade för två år sedan.

"Vi kan återskapa denna värld steg för steg i en cylinder gjord av glas, " sa han. "Först, vi kommer att introducera vatten, som fryser till is. Andra, vi kommer att toppa det islagret med etan som flyter ut som en "sjö". Sedan fyller vi den återstående cylindern med kväve."

Efter det, de kan introducera olika molekyler i systemet, efterlikna nederbörden. Slutligen, de kommer att "torka" sjöarna genom att höja temperaturen något och producera månens yta. Cylindern som denna måne kommer att skapas inuti är speciellt designad, så att flera state-of-the-art experiment kan göras och de kan lära sig av strukturen hos den verkliga Titan. Stora delar av dessa experiment kommer att utföras vid forskningsanläggningar som tillhandahåller modern synkrotron- och neutronstrålning, såsom Argonne National Laboratory i Illinois och National Institute and Technology i Maryland.