Titan offre une grande motivation pour l’étude détaillée de la chimie organique dans des conditions non conventionnelles. Les hydrocarbures non polaires tels que l’éthane et le méthane existent en abondance sur cette lune saturnienne, aux côtés de l’une des petites molécules polaires les plus pertinentes sur le plan prébiotique qui existe : le cyanure d’hydrogène (HCN). De nouvelles recherches fournissent des preuves du mélange de ces pôles opposés exceptionnellement à basse température, formant des structures qui défient les attentes chimiques conventionnelles.
Le cyanure d’hydrogène est répandu dans les environnements astrochimiques, ayant été identifié dans le milieu interstellaire et sur divers corps tels que les comètes, les planètes, les lunes et les planètes naines.
Cette molécule est le deuxième produit le plus abondant attendu de la chimie atmosphérique de Titan.
« Ce sont des découvertes très intéressantes qui peuvent nous aider à comprendre quelque chose à très grande échelle, une lune aussi grande que la planète Mercure », a déclaré le Dr Martin Rahm, chercheur à l’Université de technologie Chalmers.
Dans leurs expériences en laboratoire, le Dr Rahm et ses collègues ont mélangé du cyanure d’hydrogène avec du méthane et de l’éthane à des températures aussi basses que 90 K (environ moins 180 degrés Celsius).
À ces températures, le cyanure d’hydrogène est un cristal et le méthane et l’éthane sont des liquides.
Lorsque les chercheurs ont étudié ces mélanges à l’aide de la spectroscopie laser, une méthode d’examen des matériaux et des molécules au niveau atomique, ils ont découvert que les molécules étaient intactes, mais que quelque chose s’était quand même produit.
Pour comprendre quoi, ils ont utilisé des simulations informatiques à grande échelle pour tester des milliers de façons différentes d’organiser les molécules à l’état solide.
Ils ont découvert que les hydrocarbures avaient pénétré le réseau cristallin du cyanure d’hydrogène et formé de nouvelles structures stables appelées co-cristaux.
« La découverte de l’interaction inattendue entre ces substances pourrait affecter notre compréhension de la géologie de Titan et de ses étranges paysages de lacs, de mers et de dunes de sable », a déclaré le Dr Rahm.
« En outre, le cyanure d’hydrogène est susceptible de jouer un rôle important dans la création abiotique de plusieurs éléments constitutifs de la vie, par exemple les acides aminés, utilisés pour la construction des protéines, et les bases nucléiques, nécessaires au code génétique. »
« Nos travaux apportent donc également une meilleure compréhension de la chimie avant l’émergence de la vie et de la manière dont elle pourrait se dérouler dans des environnements extrêmes et inhospitaliers. »
Les résultats ont été publiés en juillet 2025 dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.
