Kako je Titan kuhao svoju atmosferu

Saturnov veliki Mjesec Titan, s manjim mjesečevim Mimasom u prvom planu, što je vidjelo i svemirska letjelica Cassini 2013. Attantska atmosfera je gusta i maglovita, a uglavnom dušična, kao na Zemljinoj. Odakle je dušik? Slika putem NASA / JPL-Caltech / Sveučilišnog instituta.

Titan je najveći mjesec Saturna i po mnogo čemu izgleda više kao planet nego kao mjesec. To je jezivo, nalik Zemlji, a opet vrlo različit svijet od Zemlje, s ekstremnom hladnoćom i rijekama, jezerima i morima tekućeg metana / etana. Također, Titan je jedini mjesec u Sunčevom sustavu koji ima gustu atmosferu i, na taj način, također podsjeća na glavne planete u našem Sunčevom sustavu. Atitanska atmosfera je uglavnom sastavljena od dušika, poput Zemljine. Upravo kako se razvijala atmosfera Titana bila je jedna od dugogodišnjih misterija ovog bizarnog svijeta.

EarthSky lunarni kalendari su cool! Izrađuju sjajne poklone. Naručite sada. Idemo brzo!

Nova recenzirana studija baca malo svjetla na ovo pitanje. Studija je objavljena na mreži u časopisu Astrophysical Journal 22. siječnja 2019. Studija - iz jugozapadnog istraživačkog instituta (SwRI) - sugerira da dušik u atmosferi Titana potječe iz "kuhanja" organskog materijala u unutrašnjosti mjeseca. Kelly Miller, znanstvena osoba u SwRI-ovom odjelu za svemirsku znanost i inženjerstvo i vodeći autor studije, pružila je neke pozadine:

Titan je vrlo zanimljiv mjesec jer ima ovu vrlo gustu atmosferu, što ga čini jedinstvenim među mjesecima u našem Sunčevom sustavu. To je i jedino tijelo u Sunčevom sustavu, osim Zemlje, koje ima velike količine tekućine na površini. Titan, međutim, ima tekuće ugljikovodike umjesto vode.

Mnogo se organske kemije bez sumnje događa na Titanu, pa je to nesporni izvor znatiželje.

Glavna teorija o Titanovoj atmosferi je da se amonijak iz kometa pomoću udara ili fotokemije pretvarao u dušik da bi stvorio Titanovu atmosferu. Iako je to možda još uvijek važan proces, zanemaruje učinke za koje sada znamo da je vrlo značajan dio kometa: složen organski materijal.

Umjetnički koncept sonde Huygens koji se spuštao kroz Titanovu gustu atmosferu prije slijetanja, 2005. Slika putem NASA-e.

Millerova studija nadahnuta je misijom na sasvim drugačiji objekt - comet 67P / Churyumov-Gerasimenko - koji je detaljno proučavao svemirski brod Europske svemirske agencije Rosetta. Pokazalo se da je sastav komete bio oko 1/2 leda, 1/4 stijene i 1/4 organskog materijala. Prema sastavu kometa, sastav kometa mogao bi biti značajan u smislu pronalaženja atmosfere Titana:

Kometi i primitivna tijela u vanjskom Sunčevom sustavu doista su zanimljivi jer su mislili da ostaju građevni blokovi Sunčevog sustava. Ta mala tijela mogla bi se ugraditi u veća tijela, poput Titana, a gusti, organski bogati kameniti materijal mogao bi se naći u njenoj jezgri.

Titan kakav vidi Cassinijev radar, prikazuje metanske oblake u atmosferi. Slika putem NASA / JPL-Caltech.

Kako se točno sve ovo odnosi na Titan? Miller je toplinske modele Titove unutrašnjosti usporedio s podacima organskih materijala u meteoritima. Ideja je bila vidjeti koliko se plinovitih tvari može proizvesti iz udara meteorita u Titan pri njegovom prvom formiranju.

Rezultat je bio da se u ovom scenariju može računati otprilike polovica mjesečevog dušika, a možda i većina njegova metana. Organski organizmi bili bi "upareni" u Titan kao što je nastao prije nekoliko milijardi godina.

Iako prvenstveno dušik, Titanova atmosfera sadrži i oko 5 posto metana koji može tvoriti organske spojeve. Te organske su danas diljem Titana - kako u atmosferi (kao izmaglica) tako i na površini (uključujući masivne "dine" od organskog materijala).

Struktura atmosfere Titana koja se sastoji uglavnom od dušika i metana. Slika preko Anthonyja J. Colozze.

Ali Titanovu opskrbu metanom atmosferom još uvijek treba nekako nadopuniti jer se plin s vremenom razgrađuje, a znanstvenici još uvijek nisu sigurni kako se to događa. Na Zemlji najviše metana potječe iz biologije, ali na Titanu - s obzirom na ekstremne uvjete - vjerojatnije je da je primordijalni metan preostao od trenutka kad je mjesec prvi nastao, slično onome koji se nalazi u atmosferi ledenih divova Urana i Neptuna.

Neki znanstvenici, međutim, misle da je na Titanu moguća primitivna vrsta života, možda u njegovim metan / etanskim jezerima i morima ili u podzemnom vodenom oceanu.

Dno crta: Titanova gusta dušikova atmosfera jedinstvena je među mjesecima Sunčevog sustava. Dušik je možda „kuhan“ unutar Titana.

Izvor: Doprinosi iz akcirane organske atmosfere Titana: Nova saznanja iz podataka o kotarima i kondritima

Preko SWRI