Videnskabsmand kaster lys over Titans mystiske atmosfære

En ny undersøgelse fra Southwest Research Institute tackler et af de største mysterier om Titan, en af ​​Saturns måner:oprindelsen af ​​dens tykke, nitrogenrig atmosfære. Undersøgelsen hævder, at en nøgle til Titans mystiske atmosfære er "tilberedningen" af organisk materiale i månens indre.

"Titan er en meget interessant måne, fordi den har denne meget tykke atmosfære, hvilket gør det unikt blandt måner i vores solsystem, " sagde Dr. Kelly Miller, forsker i SwRI's Space Science and Engineering Division og hovedforfatter af undersøgelsen. "Det er også det eneste legeme i solsystemet, andet end Jorden, der har store mængder væske på overfladen. Titan, imidlertid, har flydende kulbrinter i stedet for vand. Der sker uden tvivl en masse organisk kemi på Titan, så det er en ubestridelig kilde til nysgerrighed."

Atmosfæren på Saturns største måne er ekstremt tæt, endnu tykkere end Jordens atmosfære, og består hovedsageligt af nitrogengas.

"Fordi Titan er den eneste måne i vores solsystem med en betydelig atmosfære, videnskabsmænd har længe undret sig over, hvad dens kilde var, " sagde hun. "Hovedteorien har været, at ammoniak-is fra kometer blev omdannet, ved påvirkninger eller fotokemi, til nitrogen for at danne Titans atmosfære. Selvom det stadig kan være en vigtig proces, den negligerer virkningerne af, hvad vi nu ved er en meget betydelig del af kometer:komplekst organisk materiale."

Et andet mærkeligt aspekt af Titans atmosfære er, at det også er omkring 5 procent metan, som reagerer hurtigt (efter astrofysiske standarder) for at danne organiske stoffer, der gradvist falder til overfladen. Som resultat, den atmosfæriske metan skulle enten genopfyldes på en eller anden måde, eller også er denne nuværende tidsperiode simpelthen en unik æra for Titan.

Millers undersøgelse blev ansporet af data fra Rosetta-rumfartøjet, en European Space Agency-sonde, der undersøgte den fjerne komet 67P/Churyumov-Gerasimenko med NASA-deltagelse og leverede den overraskende opdagelse, at kometen var omkring halv is, en kvart sten og en kvart organisk materiale.

"Kometer og primitive kroppe i det ydre solsystem er virkelig interessante, fordi de menes at være resterende byggesten i solsystemet, " sagde hun. "De små kroppe kunne inkorporeres i større kroppe, ligesom Titan, og den tætte, organisk rigt stenmateriale kunne findes i dets kerne."

For at studere Titan-mysteriet, Miller kombinerede eksisterende data fra organisk materiale fundet i meteoritter med tidligere termiske modeller af månens indre for at se, hvor meget gasformigt materiale der kunne produceres, og om det var sammenligneligt med atmosfæren nu. Efter standardreglen om, "Hvis du laver noget, det vil producere gasser, "Miller fandt ud af, at cirka halvdelen af ​​nitrogenatmosfæren, og potentielt al metanen, kunne være resultatet af "tilberedningen" af disse organiske stoffer, der blev indarbejdet i Titan helt fra begyndelsen.

Millers undersøgelse vil blive vist online i The Astrofysisk tidsskrift den 22. januar.