天體生物學(xué)家專注于解決兩個核心問題，以理解生命的環(huán)境和化學(xué)極限。通過了解生命的邊界，他們打算識別系外行星大氣層和太陽系中可能存在的生物特征。例如，脂質(zhì)雙層膜是我們在地球上知道的生命的中心前提。根據(jù)分子動力學(xué)模擬進(jìn)行的先前研究表明，由極小的含氮分子制成的極性反轉(zhuǎn)膜(稱為偶氮體)在諸如土星的衛(wèi)星土衛(wèi)六等低溫液體世界中可能動力學(xué)豐富。

瑞典查爾默斯理工大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程系的H.Sandström和M.Rahm在《科學(xué)進(jìn)展》的最新報告中，研究了偶氮體形成的熱力學(xué)可行性，邁出了下一步的工作。他們使用量子力學(xué)計算預(yù)測，脂質(zhì)體不像脂質(zhì)雙層分子那樣在液體水中能夠自組裝。他們提出，由于嚴(yán)格的無水和低溫條件，對于土衛(wèi)六上的假設(shè)天體生物學(xué)而言，細(xì)胞膜可能是不必要的。這些對預(yù)測性計算天??文生物學(xué)的努力對于蜻蜓任務(wù)計劃于2034年在泰坦登陸有重要意義。

土星的土衛(wèi)六具有豐富的大氣化學(xué)成分和受季節(jié)性降雨(主要是甲烷和乙烷循環(huán))驅(qū)動的動態(tài)表面形態(tài)?？茖W(xué)家觀察了泰坦極地附近的碳?xì)浠衔锖春秃Ｑ?，以便與地球相對于生命起源的水文循環(huán)進(jìn)行比較。但是，土衛(wèi)六的表面條件是90至94 K的寒冷狀態(tài)，與地球相反，土衛(wèi)六的最外層表面不含氧氣，并被大氣光化學(xué)產(chǎn)物覆蓋。研究人員還懷疑在最外層有機(jī)層的下面有冰水結(jié)冰。作為對生命極限的最嚴(yán)格測試，泰坦提供了一個獨(dú)特的環(huán)境，可以探索自然界的化學(xué)復(fù)雜性及其在低溫下在沒有太陽系衰老的情況下沒有液態(tài)水的情況下的發(fā)展。

固氮體是由具有氮首基和烴尾基的小分子制成的膜。與水中的正常脂質(zhì)膜相比，疏水基團(tuán)(憎水基團(tuán))保留在偶氮體膜的外部(極性反轉(zhuǎn))，而疏水基團(tuán)通常保留在內(nèi)部。研究小組使用低溫甲烷中的分子動力學(xué)溶液預(yù)測，如果結(jié)構(gòu)是由丙烯腈(C2H3CN)制成的，它們的彈性將與水溶液中的普通脂質(zhì)雙層相似。偶氮小體的可能性進(jìn)一步引發(fā)了關(guān)于生命極限的討論。經(jīng)過最初的預(yù)測兩年后，科學(xué)家在Titan上驚人地檢測到丙烯腈使用Atacama大毫米/亞毫米陣列(ALMA)。

由于非生物和生物正常的膜和膠束是通過有利的熱力學(xué)驅(qū)動的自發(fā)自組裝過程形成的?？茖W(xué)家們研究了擬議的偶氮體膜是否仍然對熱力學(xué)基礎(chǔ)同樣可行。為此，Sandström等。提出了使用量子化學(xué)計算對偶氮體動力學(xué)持久性的估計，然后解決了在嚴(yán)格的泰坦熱動力學(xué)條件下假想生物的假設(shè)。