NASAとチャルマーズ大学の研究者らが、タイタンの表面で極性物質と非極性物質が混合可能であることを発見し、「似た者同士が溶かす」原則に逆らう。これは月の極寒条件下で起こり、水素シアン化物がメタンとエタンで安定した結晶を形成する。この発見は、タイタンの地質学と前生物化学の理解を再構築する可能性がある。
土星最大の衛星タイタンは、厚い窒素-メタン大気と数十億年前の原始地球に似た表面条件により、科学者を長年魅了してきました。新たな研究は、タイタンの極寒環境（約90ケルビン、-180℃）で、大気中に豊富な極性分子である水素シアン化物が、表面で液体状態の非極性炭化水素であるメタンやエタンと共結晶を形成できることを明らかにしています。
この研究は、スウェーデンのチャルマーズ工科大学の准教授マーティン・ラーム氏が主導し、タイタン大気中で形成された水素シアン化物の運命に関する疑問から始まりました。カリフォルニアのNASAジェット推進研究所（JPL）と協力し、チームは超低温でこれらの化合物を混合する実験を実施しました。レーザー分光法を用いて予期せぬ相互作用を観察し、チャルマーズでの理論シミュレーションで安定した共結晶構造を確認しました。
「これらの物質間の予期せぬ相互作用の発見は、タイタンの地質学と湖、海、砂丘の奇妙な風景の理解に影響を与える可能性があります」とラーム氏は述べました。彼はまた、水素シアン化物が極限環境でアミノ酸やヌクレオベースなどの生命の構成要素を非生物的に生成するのに寄与すると付け加えました。
これは化学の「似た者同士が溶かす」ルールに挑戦するもので、極性分子と非極性分子が通常分離するというものです。「化学の境界が移動し、普遍的に受け入れられたルールが常に適用されない良い例だと考えています」とラーム氏は指摘しました。この研究は、2025年10月16日にPNASに掲載され、チャルマーズ、JPL、カelteク、マドリード・コンプルテンセ大学からの研究者が参加しました。
タイタンにはメタン-エタン湖、砂丘、そして数キロメートル深の地下水洋の可能性があります。NASAのドラゴンフライミッションは2028年に打ち上げられ、2034年に到着し、これらの前生物学的プロセスを直接探査することを目指します。それまでは、このような実験室の洞察が、彗星や塵雲を含む冷たい宇宙化学の知識を拡大します。