Astrobiologie und Titan SE Astrobiology Astronomical aspects of the origin of life WS 2012/2013 Neidhart Tanja 09.01.2013
Inhalt Daten und Fakten Aufbau des Mondes Kern Atmosphäre Oberflächenstruktur Bisherige Missionen Möglichkeit von Leben Zukünftige Missionen Zusammenfassung http://de.wikipedia.org/wiki/titan_(mond) (06.01.2013) 09.01.2013 Tanja Neidhart II
Daten und Fakten Durchmesser: 5150 km Masse: 1.3 10 23 kg mittlere Dichte: 1.9 g/cm 3 Umlaufzeit: 16 Tage mittlerer Abstand von Saturn: 1 222 000 km Albedo: 0.22 http://en.wikipedia.org/wiki /Titan_%28moon%29 (08.01.2013) Fallbeschleunigung an Oberfläche: 1.4 m/s 2 09.01.2013 Tanja Neidhart 1/18
Daten und Fakten Bahnneigung: 0.3, Achsenneigung: 1.9 mittlere Oberflächentemperatur: 94 K (-180 C) http://en.wikipedia.org/wiki/file:titan_earth_moon _Comparison.png (08.01.2013) 09.01.2013 Tanja Neidhart 2/18
Aufbau - Kern Kern: Silikatgestein Mantel äußere Schicht: Eis und Methanhydrat innere Schicht: Hochdruckeis dazwischen vermutlich Ozean aus flüssigem Wasser http://de.wikipedia.org/wiki/titan_(mond) (06.01.2013) 09.01.2013 Tanja Neidhart 3/18
Aufbau - Atmosphäre Zusammensetzung: 98.4 % Stickstoff 1.6 % Methan und Argon Spuren organischer Verbindungen dicht Druck auf Titans Oberfläche: 1.5 bar 09.01.2013 Tanja Neidhart 4/18
Aufbau - Atmosphäre schwaches Magnetfeld Sonnenwind, kosmische Strahlung Stickstoff- oder Methanmoleküle von energiereichen Materieteilchen getroffen Aufspaltung in Ionen oder freie Radikale Bildung komplexer organischer Stickstoff- oder Kohlenstoffverbindungen schwerer Absinken in tiefere Schichten Gemisch von Verbindungen - Tholine http://de.wikipedia.org/wiki/titan_%28mo nd%29 (08.01.2013) 09.01.2013 Tanja Neidhart 5/18
Aufbau - Atmosphäre höherer Atmosphäre: Verdampfung von Methan und Ethan wegen Sonneneinstrahlung sinken in kältere Regionen nahe des Bodens Niederschlag als Regen Wolken aus Methan und anderen Kohlenwasserstoffen 09.01.2013 Tanja Neidhart 6/18
Aufbau - Oberflächenstruktur Gräben, Krustenstörungen geologische Aktivität kaum Höhenunterschiede Wassereis, teilweise von flüssigem Methan bedeckt jahreszeitliche Schwankungen wenige Einschlagkrater 09.01.2013 Tanja Neidhart 7/18
Aufbau - Oberflächenstruktur Polarregionen: große Methanseen, mehr auf nördlicher Hemisphäre Flusssysteme äquatoriale Gebiete: Wüstengebiete mit Dünen Hinweis auf Kryovulkanismus Methan 09.01.2013 Tanja Neidhart 8/18
Aufbau - Oberflächenstruktur http://apod.nasa.gov/apod/ap070 207.html (08.01.2013) http://apod.nasa.gov/apod/a p050117.html (08.01.2013) 09.01.2013 Tanja Neidhart 9/18
Bisherige Missionen 1979 Pioneer 11: an Saturn vorbeigeflogen 1980 Voyager 1: auf 4000 km genähert 1997 Cassini-Huygens: 2004 in 1200 km Entfernung vorbeigeflogen, Dez. 2004 Huygens abgekoppelt http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=20 04-169 (08.01.2013) http://www.spacetoday.org/solsys/voy agers20years.html (08.01.2013) 09.01.2013 Tanja Neidhart 10/18
Möglichkeit von Leben weit außerhalb habitabler Zone organische Verbindungen ähnlich unserer Urerde extrem niedrige Oberflächentemperaturen Leben in Seen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen Lösungsmittel (stark basisch) 2010: Bedingungen in Atmosphäre simuliert Aminosäuren Glycin und Alanin und Basiskomponenten der Nukleinsäuren RNA und DNA 09.01.2013 Tanja Neidhart 11/18
Möglichkeit von Leben Acetylen- und Wasserstoffmenge in Atmosphäre sehr gering: chemische Prozesse, Lebewesen? Photochemisch produzierte Acetylene mittels Wasserstoff in Atmosphäre Methan C 2 H 2 + 3H 2 2CH 4 09.01.2013 Tanja Neidhart 12/18
Möglichkeit von Leben Leben basierend auf Siliziumwasserstoff Bedingungen: wenig oder kein Sauerstoff wenig oder kein flüssiges Wasser Temperaturen unter 273 K Druck höher als auf Erdoberfläche geeignetes Lösungsmittel vorhanden Vorhandensein von Kohlenstoff beschränkt 09.01.2013 Tanja Neidhart 13/18
Möglichkeit von Leben Atmosphäre: Aminosäuren Membranen bilden (Silizium) Konstruktion von Informationsmolekülen (Kohlenstoffpolymere) stabile Strukturbindung flüssiges Lösungsmittel Kapazität für Stoffwechsel auf Erde: Pilz (Fusarium alkanophyllum) 09.01.2013 Tanja Neidhart 14/18
Möglichkeit von Leben mögliche Habitate: unter Oberfläche: Lebensraum für wasserbasiertes Leben an Oberfläche: Lebensformen am Boden von Tümpeln/Seen, Kanäle, Schichten aus Tholinen; z.b.: Biofilm mobile Lebensformen eher unwahrscheinlich 09.01.2013 Tanja Neidhart 15/18
Zukünftige Missionen TandEM (Titan- und Enceladus Erkundungsmission: Orbiter, Lander, Penetratoren, Ballon 2009: Europa Jupiter System Mission hat zeitlichen Vorrang, Ausstieg NASA JUICE erst nach 2020 starten TiME (Titan Mare Explorer): Lander auf extraterrestrischem Gewässer, unterlag Marssonde InSight 09.01.2013 Tanja Neidhart 16/18
Zusammenfassung + reichlich Kohlenstoffmoleküle vorhanden + Flüssigkeiten an und unter Oberfläche + dichte, schützende Atmosphäre ABER: extrem geringe Oberflächentemperatur Zusammensetzung, Entfernung von Sonne, Größe, planetare Nachbarn, Lösungsmittel, National Academy of Sciences: if life is an intrinsic property of chemical reactivity, life should exist on Titan. 09.01.2013 Tanja Neidhart 17/18
Quellen Schulze-Makuch, D., Irwin, L. N.: Life in the Universe: Expectations and Constrainst. Springer Irwin, L. N., Schulze-Makuch, D.: Cosmic Biology: How Life Could Evolve on Other Worlds. Springer Brown, R. H., Lebreton, J., Waite, J. H.: Titan from Cassini-Huygens. Springer Coustensi, A., Taylor, Fred: Titan: The Earth-Like Moon. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. http://de.wikipedia.org/wiki/titan_%28mond%29 (06.01.2013) http://en.wikipedia.org/wiki/titan_%28moon%29 (08.01.2013) 09.01.2013 Tanja Neidhart 18/18