Misterija metana na Titanu: Otkrivanje atmosferskih tajni najvećeg Saturnovog meseca

Saturn i Titan... Foto: NASA/JPL-Caltech / Zuma Press / Profimedia

Titan je drugi najveći mesec u Sunčevom sistemu i jedini sa gustom atmosferom. Na vrhu ove atmosfere, bogate azotom i metanom, Sunčeva radijacija stvara veliki broj organskih molekula, od kojih neke takođe nalazimo na Zemlji kao sastavne delove osnovne jedinice života - ćelije, piše SciTech daily.

Međunarodni istraživački tim predvođen Rafaelom Silvom, sa Instituta za astrofiziku i svemirske nauke i masterom sa Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Lisabonu (Ciências ULisboa), analizirao je Sunčevu svetlost reflektovanu od atmosfere Titana i prvi put identifikovao skoro stotinu potpisa koje molekul metana (CH4) daje vidljivom opsegu elektromagnetnog spektra, tragove koji su ključni za njegovo pronalaženje u drugim atmosferama.

Preporučujemo

Revolucionarna istraživanja atmosfere Titana

Osim toga, tim je pronašao moguće dokaze o prisustvu molekula triugljenika (C3), molekula koji bi mogao da učestvuje u lancu hemijskih reakcija koje stvaraju kompleksne molekule Titana. Ako se to potvrdi, to će biti prvo otkriće molekula triugljenika na nebeskom telu.

- Atmosfera Titana funkcioniše kao hemijski reaktor, proizvodeći mnoge složene ugljovodonike. Od svih atmosfera koje poznajemo u Sunčevom sistemu, atmosfera Titana je najsličnija onoj za koju se smatra da je postojala na ranoj Zemlji - kaže Rafael Silva.

Metan, koji je na Zemlji gas, pruža informacije o geološkim procesima i potencijalno o biološkim procesima. To je molekul koji ne preživljava dugo u atmosferama Zemlje ili Titana jer ga brzo i nepovratno uništava Sunčevo zračenje. Iz tog razloga, na Titanu, metan mora da se ponovo dopunjuje geološkim procesima, poput oslobađanja podzemnog gasa.

Ovaj rad donosi nove informacije o hemiji samog metana. Identifikovano je 97 novih linija njegove spektralne apsorpcije u talasnim dužinama vidljive svetlosti - u regionima narandžaste, žute i zelene boje - koje su identifikovane u opsezima linija koje su prethodno povezane sa apsorpcijom metana, ali nikada pojedinačno. Prvi put su poznate talasne dužine i intenzitet svake od ovih linija.

- Čak i u spektrima visoke rezolucije, linije apsorpcije metana nisu dovoljno jake sa količinom gasa koju možemo imati u laboratoriji na Zemlji. Ali na Titanu imamo celu atmosferu, i put koji svetlost prolazi kroz atmosferu može biti dug stotine kilometara. Ovo čini različite opsege i linije, koje imaju slab signal u laboratorijama na Zemlji, veoma očiglednim na Titanu - kaže Rafael Silva.

Poznavanje i katalogizacija svih potpisa molekula metana takođe će pomoći u identifikovanju novih molekula, posebno u atmosferama sa takvom kompleksnom hemijom, gde je analiziranje spektara izazovno zbog gustine molekulskih potpisa, čak i sa instrumentima visoke rezolucije.

Foto: NASA

Tako je tim pronašao znake mogućeg prisustva molekula triugljenika (C3) u visokim slojevima, na visini od 600 kilometara. U Sunčevom sistemu, ovaj molekul, koji se manifestuje kao plava emisija, do sada je bio poznat samo u materijalu oko jezgra komete. Linije apsorpcije na Titanu koje je tim povezao sa tricarbonom su retke i niskog intenziteta, iako su veoma specifične za ovu vrstu molekula, tako da će u budućnosti biti izvršena nova posmatranja kako bi se pokušalo potvrditi ovo otkriće.

- Što više znamo o različitim molekulima koji učestvuju u hemijskoj kompleksnosti atmosfere Titana, bolje ćemo razumeti vrstu hemijske evolucije koja je možda omogućila, ili je povezana sa, poreklom života na Zemlji. Veruje se da su neki od organskih molekula koji su doprineli nastanku života na Zemlji proizvedeni u njenoj atmosferi putem procesa relativno sličnih onima koje smo posmatrali na Titanu - kaže Rafael Silva.

#OnThisDay in 1655, Christiaan Huygens FRS discovered Saturn's largest moon Titan. In the 20th century, Titan was discovered to have a thick atmosphere of with an abundance of methane, the only natural satellite in the solar system to do so. #Astronomy https://t.co/pYKF7swwMe pic.twitter.com/4GLXppRESZ— The Royal Society (@royalsociety) March 25, 2024

Unapređenje istraživanja egzoplaneta

Trenutno, ovaj mesec Saturna je jedinstven svet u Sunčevom sistemu, budući da je poligon za pripremu budućih posmatranja atmosfera planeta izvan našeg planetarnog sistema, takozvanih egzoplaneta. Među njima mogu biti mali, hladni objekti poput Titana.

- Iskustvo stečeno u izazovnim analizama poput ove moglo bi koristiti infracrvenim posmatranjima teleskopa Džejms Veb, ili budućoj misiji Arijela Evropske svemirske agencije (ESA) - komentariše Pedro Machado, drugi autor ovog objavljenog članka.

Foto: NASA

Podaci korišćeni za ovaj rad potiču iz posmatranja iz juna 2018. godine sa UVES spektrografa visoke rezolucije za vidljivu i ultraljubičastu svetlost, instaliranog na Veoma Velikom Teleskopu (VLT) ESO-a, u Čileu. Takođe su korišćeni arhivirani podaci prikupljeni istim instrumentom 2005. godine.

Studija Titanove atmosfere ne samo da otkriva fascinantne tajne ovog meseca, već i pruža uvid u složenost univerzuma i potencijal za život izvan naše planete. Naučnici nastavljaju da istražuju ovaj fascinantan svet, otvarajući nova pitanja i otkrivajući nove odgovore koji mogu oblikovati naše razumevanje kosmosa u godinama koje dolaze.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)