Tolin

Tolin
Tábornok
Chem. képlet C x H y N z
Fizikai tulajdonságok
Moláris tömeg ~8000 g/ mol
Biztonság
NFPA 704 NFPA 704 négyszínű gyémánt ? ? ?
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A tolinok ( más görög θολός  - zavaros, homályos) szerves anyagok , amelyek abszorpciós vonalai a külső Naprendszer számos jeges testének spektrumában találhatók . Úgy gondolják, hogy különféle szerves kopolimerek keveréke, amelyek a légkörben olyan egyszerű szerves vegyületekből, mint a metán és az etán , a nap ultraibolya sugárzásának hatására képződnek . A tholinokról úgy tartják, hogy az élet kémiai előfutárai [2] . A tolinok nem képződnek természetes módon a Földön a fejlődés jelenlegi szakaszában. Általában vörösesbarna vagy barnás-narancssárga [3] árnyalatúak. A tholin molekulák tömege a Titán légkörében eléri a 8000 amu -t . m. [4] összehasonlításképpen a DNS -molekulák tömege körülbelül 995 000 a.u. e.m. (124-szer több) [5] 10 9 a.u. m.u [6] , és peptidek legfeljebb ~10 000 a.u. e.m [7] , azonban velük ellentétben a tholinok egyszerűbbek, mivel nem oxigén jelenlétében keletkeznek [4] , azaz nem tartalmazzák ezt az elemet , általános képlete C x H y N z [8 ] .

A "tholin" kifejezést Carl Sagan csillagász alkotta meg annak az anyagnak a leírására, amelyet Miller-Urey kísérletei során nyert a Titán légkörében jelenlévő gázkeverékekkel [9] . A kifejezést nem értik határozottan, de általában a bolygó felszínén lévő vöröses szerves komponensek leírására használják.

Származási hely és hely

A „ titán -tolinok” és a „ triton - tolinok” nagy nitrogéntartalmú szerves anyagok, amelyek nitrogén -metán gázkeverék besugárzása következtében keletkeznek, mivel a légkör összetételének túlnyomó többsége mindkét esetben nitrogénre esik. a metán kis elegye és más gázok nyomokban elenyésző hányada. Ez az atmoszférikus tholintípus különbözik a víz klatrátok és szerves vegyületek, például metán vagy etán besugárzása során keletkező "jégtholinoktól" . A Plutino Ixion nagy mértékben rendelkezik ezzel az összetétellel [11] .

Az üstökösök [12] , a kentaurok és a külső naprendszer egyes jeges holdjai , mint például a Triton [13] [14] vagy az Umbriel [15] felszínén mindkét légköri típusú tholin ("titán" és "triton") található. ”) és jeges tholinok. Néhány transz-neptunikus objektum , mint például a Sedna [16] [17] [18] , néhány Kuiper-öv objektum , mint az Orcus [19] vagy a Makemake [20] , és néhány plutino- szerű (38628) Huya [21] tartalmaznak tholinokat. A Szaturnusz gyűrűi nyomokban tholinokat tartalmaznak a vízjégben [22] [23] .

A kentaurok felszínének zavarossága és narancsvörös színe feltehetően a tholinok jelenlétének köszönhető.

Carl Sagan által végzett kísérlet eredményeként (meglehetősen triviálisan) a Jupiter légkörének alsó rétegeit szimulálva tholinok jelenlétét feltételezik benne [24] . Korábban feltételezések születtek a tholinok jelenlétéről mind a Jupiter, mind a Szaturnusz légkörében [25] S. 296 . A Galilei Ganymedes és Callisto műholdakon a Galileo küldetés eredményei alapján feltételezik bizonyos mennyiségű tholin jelenlétét a felszínen [26] .

Egyes kutatók szerint a földi élet korai fejlődését befolyásolhatták a tholinban gazdag üstökösök, amelyek behozták az élet kialakulásához szükséges nyersanyagot . Lásd még Miller-Urey kísérletet , amely ezzel a kérdéssel foglalkozik. Megjegyzendő, hogy a kísérletben használt feszültség 60 kV -ig terjedt [27] , míg a Föld légkörében a villámok feszültsége elérheti az 1 GV -ot [28] , a Jupiteren pedig a legerősebb földi energiát is meghaladhatja. 10-szeresével [29] . A fejlődés jelenlegi szakaszában, a mintegy 2,4 milliárd évvel ezelőtti oxigénforradalomtól kezdve, a tolinok nem léteznek a szabad oxigén oxidáló tulajdonsága miatt , amely a földi légkör egyik összetevője .

Oktatás és ingatlanok

Az elméleti modell a tolinok képződését molekuláris nitrogén és metán energetikai részecskék és napsugárzás általi disszociációjával és ionizációjával magyarázza , etilén , etán, acetilén , hidrogén-cianid és más kis egyszerű molekulák és kis pozitív ionok képződésével, benzol és más szerves molekulák, polimerizációjuk és aeroszolos nehezebb molekulák képződése , amelyek kondenzálódnak és a bolygó felszínére kerülnek [30] .

Az alacsony nyomáson képződő tolinok általában nitrogénatomokat tartalmaznak a molekula belsejében, míg a nagy nyomáson képződő tolinok nagyobb valószínűséggel helyezik el a nitrogénatomokat a molekula végén [31] .

Francia tudósok egy csoportja körülbelül 200 fajta tholint kapott speciális reaktorokban , amelyek a Titán légkörét szimulálják . Még nem teljesen érthető, hogy az anyagok milyen módon épülnek fel. A szénizotóp -arány elemzésének eredménye váratlan volt. A laboratóriumban nyert tolinok nem dúsultak könnyű izotópokban, annak ellenére, hogy maguk a molekulák összetettek . Bár köztudott, hogy a kémiai elemek könnyebb izotópjai szívesebben reagálnak és gyorsabban építenek molekulákat [10] .

A tholinok hatékony UV -pajzsként működhetnek , védik a bolygó felszínét, sőt aminosavakat is képezhetnek a bolygó felszínén [32] . Az egyik kísérletben egy tholin-mintát lágy röntgensugárzással sugároztak be , majd a DNS -t alkotó adenint találtak a mintában [3] . Az infravörös sugárzás szempontjából a tholinok gyakorlatilag átlátszóak [10] .

A Carl Sagan által végzett kísérletben nyert (meglehetősen triviálisan) szimulált Jovian tholins környezetben 4 gyűrűs krizént találtak , és ebben a keverékben a 4 vagy több benzolgyűrűvel , ritkábban kevesebb gyűrűvel rendelkező policiklusos aromás szénhidrogének dominálnak . 24] . A PAH -ok viszont sokkal egyszerűbb vegyületek, mint a tolinok [33] .

A talajbaktériumok széles választéka képes a tholinokat egyedüli szénforrásként használni . Feltehetően a tholinok voltak a heterotróf mikroorganizmusok elsődleges mikrobiális táplálékai az autotrófok megjelenése előtt [34] . Vannak elméleti számítások, amelyek alapján a Titánon esetleg létező mikrobák az égből rájuk hulló tholinokat eszik meg [35] [36] .

Tholinok a Naprendszeren kívül

Tholinokat találtak a Földtől 220 fényévre található, 8 millió éves HR 4796 A csillagot körülvevő protoplanetáris korongban . Az észleléshez a közeli infravörös kamerát és a Hubble Űrteleszkóp [37] többobjektumú spektroszkópját használták . Hat hónappal később a tudósok egy másik csoportja kimutatta, hogy a kozmikus porok ( amorf szilikátok , amorf vas és vízjég ) kis porózus részecskéiből a tolinokhoz hasonlóan meglehetősen közeli spektrális mintázat nyerhető , ami azt jelzi, hogy a jelenlét A HR 4796A meghajtó komplex szerves kapcsolatainak kialakítása opcionális [38] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. P. Ehrenfreund, J. J. Boon, J. Commandeur, C. Sagan et al. Titán aeroszolanalógok analitikai pirolíziskísérletei a Cassini Huygens küldetésére való felkészülés során  //  Advances in Space Research : rec. tudományos magazin . - Elsevier , 1995. - 1. évf. 15 , sz. 3 . - P. 335-342 . — ISSN 0273-1177 . - doi : 10.1016/S0273-1177(99)80105-7 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24. . - ( PDF archiválva : 2014. április 29. a Wayback Machine -nél ).
  2. V. Bednyakov, M. Nazarenko. A rejtett anyagról, a kozmikus szénről és a földi élet kialakulásának feltételeiről  // A tudás hatalom  : tudományos-pop. folyóirat / Szerk. I. Virko. — M. . - Probléma. 2010 , 04. sz . — ISSN 0130-1640 . Archiválva az eredetiből 2013. október 6-án.
  3. 1 2 Sergio Pilling, Diana PP Andrade, Álvaro C. Neto, Roberto Rittner és Arnaldo Naves de Brito. DNS Nucleobase Synthesis at Titan Atmosphere Analog by Soft X-rays  (angol)  // Journal of Physical Chemistry A  : op. tudományos magazin . - 2009. - 1. évf. 113. sz . 42 . - P. 11161-11166 . — ISSN 1089-5639 . doi : 10.1021 / jp902824v . - arXiv : 0906.3675v1 . .
  4. 1 2 3 J. H. Waite Jr., D. T. Young, T. E. Cravens et al. The Process of Tholin Formation in Titan's Upper Atmosphere  (angol)  // Science  : op. tudományos magazin . - 2007. - Vol. 316. sz . 5826 . - P. 870-875 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/tudomány.1139727 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24. . - ( PDF archiválva : 2014. április 29. a Wayback Machine -nél ).
  5. Bill Steele. Az attogramoktól a daltonokig: A Cornell NEMS eszköz egyetlen DNS-  molekula tömegét érzékeli . Cornell Egyetem (2005. május 18.). Letöltve: 2012. május 13. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 12..
  6. Aleinikova T. L., Avdeeva L. V., Andrianova L. E. et al. I. Strukturális nukleinsavak szervezete // Biokémia: Tankönyv. egyetemeknek / Szerk. E. S. Severina. - 1. kiadás - M. : GEOTAR-Media, 2003. - S. 141. - 779 p. — ISBN 5-9231-0254-4 . Archivált 2012. április 14-én a Wayback Machine -nél Archivált másolat (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2012. május 13. Az eredetiből archiválva : 2012. április 14..    (orosz)  (Hozzáférés: 2012. május 13.)
  7. AMINOSAVAK. PEPTIDEK. FEHÉRJEK (elérhetetlen link) . school-sector.relarn.ru . Letöltve: 2012. május 13. Az eredetiből archiválva : 2012. április 22.. 
  8. Neish, C. Oxigéntartalmú molekulák kialakulása folyékony vízi környezetben a Titán felszínén (meghívott  ) . Az SAO/NASA asztrofizikai adatrendszere . Letöltve: 2012. május 23. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 12..
  9. Carl Sagan és BN Khare. Tholinok: csillagközi szemcsék és gázok szerves kémiája  (angol)  // Természet  : rev. tudományos magazin . - 1979. - 1. évf. 277. sz . 5692 . - 102-107 . o . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/277102a0 . Archiválva az eredetiből 2014. április 29-én. .
  10. 1 2 3 A szennyeződések feldarabolása a  Titanon . ESA (2007. június 1.). — A Titán szennyének feltárása. ( A cikk fordítása  (orosz) a "Freescience - a naprendszer tanulmányozása" oldalon ). Letöltve: 2012. február 27. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 12..
  11. H. Boehnhardt, S. Bagnulo, K. Muinonen, M. A. Barucci, L. Kolokolova, E. Dotto és G. P. Tozzi. A 28978 Ixion (2001 KX76 ) felszíni jellemzése   // Astronomy and Astrophysics Letters  : op. tudományos magazin . - 2004. - 20. évf. 415 , sz. 2 . - P.L21-L25 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:20040005 . Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 29. .
  12. W. Reid Thompson, BGJPT Murray, BN Khare, Carl Sagan. A metán-klatrát és más jég színe és sötétedése töltött részecskék besugárzásával: Alkalmazások a külső naprendszerre  //  Journal of Geophysical Research  : op. tudományos magazin . - 1987. - 1. évf. 92 , sz. A13 . - P. 14933-14947 . — ISSN 0148-0227 . - doi : 10.1029/JA092iA13p14933 . - Iránykód . — PMID 11542127 .
  13. W. M. Grundy, Mark W. Buie és J. R. Spencer. A Plútó és a Triton spektroszkópia 3-4 mikronnál: Lehetséges bizonyítékok a nem illékony szilárd anyagok széles körű elterjedésére  //  The Astronomical Journal  : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 2002. - Vol. 124. sz . 4 . - P. 2273-2278 . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/342933 . - Iránykód .
  14. Lucy Ann Adams McFadden, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson. A Naprendszer enciklopédiája . - 2. kiadás - Amsterdam , Boston : Academic Press , 2007. - P.  483-502 . - ISBN 978-0-12-088589-3 .
  15. Smith, B.A.; Soderblom, L. A.; Beebe, A.; Bliss, D.; Boyce, JM; Brahic, A.; Briggs, G. A.; Brown, RH et al. Voyager 2 in the Uranian System: Imaging Science Results  (angol)  // Science  : rev. tudományos magazin . - 1986. - 1. évf. 223. sz . 4759 . - P. 43-64 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/tudomány.233.4759.43 . - . — PMID 17812889 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24.
  16. Chadwick A. Trujillo, Michael E. Brown, David L. Rabinowitz és Thomas R. Geballe. A két belsőleg legfényesebb kisebb bolygó közeli infravörös felületi tulajdonságai: (90377) Sedna és (90482) Orcus  //  The Astrophysical Journal  : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 2005. - Vol. 627 , sz. 2 . - P. 1057-1065 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/430337 . - Iránykód . - arXiv : astro-ph/0504280v1 . .
  17. JP Emery, CM Dalle Ore, DP Cruikshank, YR Fernandez, DE Trilling és JA Stansberry. Ices on (90377) Sedna: megerősítés és kompozíciós korlátok  //  Astronomy and Astrophysics  : Revised. tudományos magazin . - EDP Sciences , 2007. - Vol. 466 , sz. 1 . - P. 395-398 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:20067021 . - .
  18. MA Barucci, DP Cruikshank, E. Dotto, F. Merlin, F. Poulet, C. Dalle Ore, S. Fornasier és C. de Bergh. Sedna egy másik Triton?  (angol)  // Astronomy and Astrophysics  : op. tudományos magazin . - EDP Sciences , 2005. - Vol. 439 , sz. 2 . -P.L1- L4 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:200500144 . - .
  19. C. de Bergh, A. Delsanti, G. P. Tozzi, E. Dotto, A. Doressoundiram és M. A. Barucci. A transzneptunusz objektum felszíne 90482 Orcus  // Csillagászat és asztrofizika  : op  . tudományos magazin . - EDP Sciences , 2005. - Vol. 437 , sz. 3 . - P. 1115-1120 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:20042533 . - . Az eredetiből archiválva: 2012. február 5.
  20. ME Brown, KM Barkume, GA Blake, EL Schaller, DL Rabinowitz, HG Roe és CA Trujillo. Metán és etán a fényes Kuiper-öv objektumon 2005 FY9  //  The Astronomical Journal  : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 2007. - Vol. 133. sz . 1 . - 284-289 . o . — ISSN 0004-6256 . - doi : 10.1086/509734 . - Iránykód .
  21. J. Licandro, E. Oliva és M. Di Martino. NICS-TNG infravörös spektroszkópia transzneptunusz objektumokról 2000 EB173 és 2000 WR106  //  Csillagászat és asztrofizika  : op. tudományos magazin . - EDP Sciences , 2001. - Vol. 373. sz . 3 . -P.L29- L32 . — ISSN 0004-6361 . - doi : 10.1051/0004-6361:20010758 . - . Archiválva az eredetiből 2017. október 4-én.
  22. F. Pouleta, JN Cuzzib. The Composition of Saturn's Rings  (angol)  // Icarus  : op. tudományos magazin . - 2002. - 20. évf. 160 , sz. 2 . - P. 350-358 . — ISSN 0019-1035 . - doi : 10.1006/icar.2002.6967 . — . Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 9.
  23. Nicholson, P.D. és 16 társszerző. Közelről a Szaturnusz gyűrűire a Cassini VIMS segítségével  // Icarus  : op  . tudományos magazin . - 2008. - Vol. 193. sz . 1 . - P. 182-212 . — ISSN 0019-1035 . - doi : 10.1016/j.icarus.2007.08.036 . - . Archiválva az eredetiből 2014. június 28-án.
  24. 1 2 3 Sagan, C. et al. Policiklikus aromás szénhidrogének a Titán és a Jupiter atmoszférájában  (angol)  // The Astrophysical Journal  : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 1993. - Vol. 414 , sz. 1 . - P. 399-405 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/173086 . - . Az eredetiből archiválva : 2022. január 21. .
  25. BN Khare, Carl Sagan . Redukálóatmoszférában elektromos kisüléssel előállított szerves szilárd anyagok: Tholin molekuláris analízis  (angol)  // Icarus  : op. tudományos magazin . - 1981. - 1. évf. 48 , sz. 2 . - 290-297 . — ISSN 0019-1035 . - doi : 10.1016/0019-1035(81)90110-X . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24. . (296. o.: Idézet: „[…]Az anyag hő- és sugárzási lebomlása azonban valószínűleg hozzáférhetővé tesz néhány, az I. és II. táblázatban közölt molekulát, mind a Jupiter és a Szaturnusz légkörében, mind a csillagközi közegben, megfelelő spektrális elemzéshez. [... ] ”
  26. T. B. McCord et al. Organics and Other Molecules in the Surfaces of Callisto and Ganymede  (angol)  // Science  : op. tudományos magazin . - 1997. - 1. évf. 278. sz . 5336 . - P. 271-275 . — ISSN 0036-8075 . - doi : 10.1126/tudomány.278.5336.271 . Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 24. . - ( PDF archiválva : 2014. április 29. a Wayback Machine -nél ).
  27. Az élet eredetének abiogenetikus fogalmai: Bevezetés . BIOLÓGIA ÉS ORVOSI . Letöltve: 2012. május 13. Az eredetiből archiválva : 2012. június 2.
  28. Villám // Collier Encyclopedia. — Nyitott társadalom . – 2000.
  29. JUPITER HIÁNYZZA A VILLÁMOT: ÉS MEGMELEGÍTI MAGÁT . Popular Mechanics (2007. október 15.). Hozzáférés dátuma: 2012. május 13. Az eredetiből archiválva : 2012. december 9.
  30. David Darling. tholin  (angol) . The Encyclopedia of Science ( David Darling ). - Tholins David Darling Tudományok Enciklopédiájában. Letöltve: 2012. február 14. Az eredetiből archiválva : 2012. február 28..
  31. Megan McGuigan.; Sacks, Richard D. Tholin-minták átfogó kétdimenziós gázkromatográfiás vizsgálata pirolízis bemenettel és TOF-MS detektálással  (  hozzáférhetetlen hivatkozás) . Michigani Egyetem . — Tolinminták átfogó, kétdimenziós gázkromatográfiás vizsgálata. Letöltve: 2012. február 14. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 12..
  32. Steve Down. A Titan  atmoszférája feletti holdudvar . Tömegspektrometria – Báziscsúcs – A web vezető tömegspektrometriai forrása (2006. október 15.). - Séta a Titán légkörében. Letöltve: 2012. február 14. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 12..
  33. Dougherty, Michele; Esposito, Larry. Szaturnusz a Cassini-Huygenstől / Szerk. Krimigis, Stamatios. - 2009. - S.  499 . — 805 p. - ISBN 978-1-4020-9216-9 .
  34. Stoker, C. R.; Boston, PJ; Mancinelli, R. L.; Segal, W.; Khare, BN; Sagan, C. A tholin mikrobiális metabolizmusa  (angol)  // Icarus  : op. tudományos magazin . - 1990. - 1. évf. 85 , sz. 1 . - P. 241-256 . — ISSN 0019-1035 . - doi : 10.1016/0019-1035(90)90114-O . - . Archiválva az eredetiből: 2019. április 30. .
  35. Leonyid Popov. NASA a Szaturnuszon. Hatodik rész: Kulcsfontosságú megállapítások és jövőbeli scoop (hivatkozás nem érhető el) . Membrana (2005. július 25.). - Christopher McKay munkája alapján és Heather Smith . Hozzáférés dátuma: 2012. február 27. Az eredetiből archiválva : 2011. november 19.
  36. Élet a Titánon: Még nincs veszve . Elementy.ru (2005. július 25.). — A New Scientist SPACE- ből átdolgozva . Letöltve: 2012. február 27. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 12..
  37. John H. Debes, Alycia J. Weinberger, Glenn Schneider. Komplex szerves anyagok a HR 4796A körkörös korongjában  //  The Astrophysical Journal  : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 2008. - Vol. 673 , sz. 2 . - P. 1191-1194 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/527546 . - arXiv : 0712.3283 . .
  38. M. Köhler, I. Mann és Aigen Li. Összetett szerves anyagok a HR 4796A lemezen?  (angol)  // The Astrophysical Journal  : op. tudományos magazin . - IOP Publishing , 2008. - Vol. 686 , sz. 2 . - P.L95-L98 . — ISSN 0004-637X . - doi : 10.1086/592961 . - arXiv : 0808.4113v1 . .

Linkek