Tolín

Tolín
General
química fórmula C x H y N z
Propiedades físicas
Masa molar ~8000 g/ mol
La seguridad
NFPA 704 Diamante de cuatro colores NFPA 704 ? ? ?
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.
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Los tolins (del otro griego θολός  - turbio, oscuro) son sustancias orgánicas cuyas líneas de absorción se encuentran en los espectros de muchos cuerpos helados del sistema solar exterior . Se cree que son una mezcla de varios copolímeros orgánicos formados en la atmósfera a partir de compuestos orgánicos simples como el metano y el etano , bajo la influencia de la radiación ultravioleta del sol . Se cree que los tolines son los precursores químicos de la vida [2] . Los tholines no se forman naturalmente en la Tierra en su etapa actual de desarrollo. Por lo general, tienen un tono marrón rojizo o marrón anaranjado [3] . La masa de las moléculas de tolinas en la atmósfera de Titán alcanza las 8000 uma . M. [4] , a modo de comparación, la masa de moléculas de ADN de alrededor de 995.000 a.u. em (124 veces más) [5] hasta 10 9 u.a. u.m. [6] y péptidos hasta ~10.000 u.a. e.m. [7] , sin embargo, a diferencia de ellas, las tolinas son más simples, ya que no se forman en presencia de oxígeno [4] , es decir, no contienen este elemento , teniendo la fórmula general C x H y N z [8 ] .

El término "tholin" fue acuñado por el astrónomo Carl Sagan para describir la sustancia que obtuvo en los experimentos de Miller-Urey con mezclas de gases presentes en la atmósfera de Titán [9] . El término no está definitivamente acordado, pero generalmente se usa para describir los componentes orgánicos rojizos en la superficie planetaria.

Origen y ubicación

Las " tolinas de titanio " y las " tolinas de tritón " son materia orgánica con un alto contenido de nitrógeno , formadas como resultado de la irradiación de una mezcla gaseosa de nitrógeno y metano, ya que la gran mayoría de la composición atmosférica en ambos casos recae en nitrógeno, con una pequeña mezcla de metano y una fracción insignificante de trazas de otros gases. Este tipo de tolina atmosférica es distinta de las " tolinas de hielo " formadas por la irradiación de clatratos de agua y compuestos orgánicos como el metano o el etano. Plutino Ixion tiene esta composición [11] en alto grado.

Las superficies de cometas [12] , centauros y algunas lunas heladas del sistema solar exterior, como Tritón [13] [14] o Umbriel [15] , contienen depósitos de tolinas de tipo atmosférico ("titanio" y "tritónicas"). ”) y tolinas heladas. Algunos objetos transneptunianos como Sedna [16] [17] [18] , algunos objetos del cinturón de Kuiper como Orcus [19] o Makemake [20] y algunos plutino como (38628) Huya [21] contienen tolinas. Los anillos de Saturno contienen trazas de tolinas en hielo de agua [22] [23] .

La turbidez y el color rojo anaranjado de la superficie de los centauros se debe presumiblemente a la presencia de tolinas.

Como resultado de un experimento realizado por Carl Sagan y (más bien trivial) simulando las capas inferiores de la atmósfera de Júpiter , se supone en ella la presencia de tolinas [24] . Anteriormente, se hacían suposiciones sobre la presencia de tolinas tanto en la atmósfera de Júpiter como en la de Saturno [25] S. 296 . En los satélites galileanos Ganímedes y Calisto , se supone la presencia de una cierta cantidad de tolinas en la superficie según los resultados de la misión Galileo [26] .

Algunos investigadores sugieren que el desarrollo temprano de la vida en la Tierra puede haber sido influenciado por los cometas ricos en tolina que trajeron la materia prima necesaria para el desarrollo de la vida , ver también el Experimento Miller-Urey que trata este tema. Cabe señalar que el voltaje utilizado en el experimento fue de hasta 60 kV [27] , mientras que el voltaje de un rayo en la atmósfera terrestre puede llegar a 1 GV [28] , y un rayo en Júpiter puede superar la energía de los más poderosos terrestres . unidades por 10 veces [29] . En la etapa actual de desarrollo, a partir de la revolución del oxígeno hace unos 2.400 millones de años, las tolinas no existen debido a la propiedad oxidante del oxígeno libre , que es un componente de la atmósfera terrestre .

Educación y propiedades

El modelo teórico explica la formación de tolinas por la disociación e ionización de nitrógeno molecular y metano por partículas energéticas y radiación solar , la formación de etileno , etano, acetileno , cianuro de hidrógeno y otras pequeñas moléculas simples y pequeños iones positivos, la formación adicional de benceno y otras moléculas orgánicas, su polimerización y la formación de un aerosol de moléculas más pesadas que se condensan y son llevadas a la superficie planetaria [30] .

Las tolinas formadas a baja presión tienden a contener átomos de nitrógeno en el interior de la molécula, mientras que las tolinas formadas a alta presión tienen más probabilidades de ubicar átomos de nitrógeno en los extremos de la molécula [31] .

Un grupo de científicos franceses obtuvo unas 200 variedades de tolinas en reactores especiales que simulan la atmósfera de Titán. Todavía no se entiende completamente de qué manera se construyen las sustancias. El resultado del análisis de la relación de isótopos de carbono fue inesperado. Las tolinas obtenidas en el laboratorio no estaban enriquecidas en isótopos ligeros, a pesar de la complejidad de las propias moléculas . Aunque se sabe que los isótopos más ligeros de los elementos químicos están más dispuestos a reaccionar y construir moléculas más rápido [10] .

Las tolinas pueden actuar como un escudo UV eficaz , protegiendo la superficie planetaria, e incluso pueden formar aminoácidos en la superficie del planeta [32] . En uno de los experimentos, se irradió una muestra de tolinas con rayos X suaves , después de lo cual se encontró adenina , que es un elemento constituyente del ADN , en la muestra [3] . Para la radiación infrarroja, las tolinas son prácticamente transparentes [10] .

En un entorno simulado (más bien trivial) de tolinas jovianas, obtenido en un experimento de Carl Sagan , se encontró criseno de 4 anillos , y en esta mezcla predominan los hidrocarburos aromáticos policíclicos con 4 o más anillos de benceno , con menos frecuencia con menos anillos . 24] . Los PAH , a su vez, son compuestos mucho más simples que las tolinas [33] .

Una amplia variedad de bacterias del suelo pueden utilizar las tolinas como su única fuente de carbono . Presumiblemente, las tolinas eran el principal alimento microbiano para los microorganismos heterótrofos antes de la llegada de los autótrofos [34] . Hay cálculos teóricos, basados ​​en qué microbios, posiblemente existentes en Titán, comen tolinas que les caen del cielo [35] [36] .

Tholins fuera del sistema solar

Se han encontrado tholins en el disco protoplanetario que rodea a la estrella HR 4796 A de 8 millones de años, ubicada a 220 años luz de la Tierra. Para la detección se utilizaron la cámara de infrarrojo cercano y el espectroscopio multiobjeto del telescopio espacial Hubble [ 37] . Seis meses después, otro grupo de científicos demostró que se puede obtener un patrón espectral bastante parecido, como el de las tolinas, a partir de pequeñas partículas porosas de variedades comunes de polvo cósmico ( silicatos amorfos , hierro amorfo y hielo de agua ), lo que indica que la presencia de conexiones orgánicas complejas en el variador HR 4796A es opcional [38] .

Véase también

Notas

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