Hvernig Titan eldaði andrúmsloftið
Stóra tungl Satúrnusar, Títan, með minni tunglinu Mimas í forgrunni, eins og Cassini -geimfarið sá árið 2013. Lofthjúpur Títans er þykkur og þokukenndur, og aðallega köfnunarefni, líkt og jörðin. Hvaðan kom köfnunarefnið? Mynd í gegnum NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.
Títaner stærsta tungl Satúrnusar og virðist á margan hátt líkjast plánetu en tungli. Það er skelfilega jarðneskt, en samt allt öðruvísi heimur en jörðin, með miklum kulda og ám, vötnum og höfum fljótandi metans/etans. Titan er líka eina tunglið í sólkerfinu sem hefur þykkt andrúmsloft og á þann hátt minnir það líka á helstu plánetur sólkerfisins okkar. Lofthjúp Títans er aðallega samsett úr köfnunarefni, líkt og jörðinni. Einmitt hvernig andrúmsloft Titans þróaðist hefur verið ein af löngum ráðgátum þessa furðulega heims.
ForVM tungldagatal eru flott! Þeir gefa frábærar gjafir. Panta núna. Gengur hratt!
A nýrritrýndrannsókn varpar nokkru ljósi á þessa spurningu. Rannsóknin varbirt á netinuíThe Astrophysical Journal22. janúar 2019. Rannsóknin - frá Rannsóknastofnun Suðvesturlands (SwRI) - bendir til þess að köfnunarefnið í andrúmslofti Títans sé upprunnið frá „eldun“ lífrænna efna innan tunglsins.Kelly Miller, rannsóknarfræðingur við svið geimvísinda- og verkfræðideildar SwRI og aðalhöfundur rannsóknarinnar, gaf nokkra bakgrunn:
Títan er mjög áhugavert tungl vegna þess að það hefur þetta mjög þykka andrúmsloft, sem gerir það einstakt meðal tungla í sólkerfinu okkar. Það er einnig eini líkaminn í sólkerfinu, annar en jörðin, sem hefur mikið magn af vökva á yfirborðinu. Titan hefur hins vegar vökvakolvetnií stað vatns.
Mikil lífræn efnafræði er eflaust að gerast á Titan, svo það er óneitanlega forvitni.
Helsta kenningin um andrúmsloft Títans hefur verið sú að ammoníakís frá halastjörnum var breytt með áhrifum eða ljósefni í köfnunarefni til að mynda lofthjúp Títans. Þó að það gæti enn verið mikilvægt ferli, þá vanrækir það áhrif þess sem við vitum núna að er mjög stór hluti halastjarna: flókiðlífrænt efni.
Hugmynd listamannsins um Huygens rannsakann fer niður í þykku andrúmslofti Títans fyrir lendingu, árið 2005. Mynd um NASA.
Rannsókn Miller var innblásin af erindi að mjög mismunandi hlut -halastjarna 67P/Churyumov-Gerasimenko- rannsakað ítarlega af geimferðastofnun EvrópuRosettageimfar. Í ljós kom að samsetning halastjörnunnar var um 1/2 ís, 1/4 berg og 1/4 lífrænt efni. Samsetning halastjörnunnar gæti verið mikilvæg þegar kemur að því að reikna út hvernig andrúmsloft Titans varð til, að sögn Miller:
Halastjörnur og frumstæðir líkamar í ytra sólkerfinu eru virkilega áhugaverðir vegna þess að þeir eru taldir vera afgangs byggingarefni sólkerfisins. Þessa litlu líkama væri hægt að fella inn í stærri líkama, eins og Titan, og þétt, lífrænt auðugt steinefnið gæti fundist í kjarna þess.
Títan eins og sést á ratsjá Cassini, sem sýnir metanský í andrúmsloftinu. Mynd í gegnum NASA/JPL-Caltech.
Hvernig nákvæmlega á þetta allt við um Titan? Miller bar samanhitauppstreymilíkön af innréttingum Títans að gögnum úr lífrænu efni í loftsteinum. Hugmyndin var að sjá hversu mikið loftkennt efni væri hægt að framleiða úr loftsteinumáhrifum í Títan þegar það myndaðist fyrst.
Niðurstaðan var sú að hægt væri að gera grein fyrir um helmingi köfnunarefnis tunglsins og ef til vill einnig mesta metans þess í þessari atburðarás. Lífrænu efnin yrðu „soðin“ í Titan eins og hún var að myndast fyrir nokkrum milljörðum ára síðan.
Þó fyrst og fremst köfnunarefni inniheldur lofthjúpur Titans einnig um 5 prósent metan, sem getur myndastlífræn efnasambönd. Þessar lífrænu efni eru út um allt Titan í dag - bæði í andrúmsloftinu (sem þoka) og húðun yfirborðsins (þar með talið stórfelldar „sandöldur“ af lífrænu efni).
Uppbygging lofthjúps Títans, sem samanstendur aðallega af köfnunarefni og metani. Mynd um Anthony J. Colozza.
En enn þarf að endurnýja metanframboð í andrúmslofti á einhvern hátt þar sem gasið bilar með tímanum og vísindamenn eru enn ekki vissir um hvernig það gerist. Á jörðinni kemur mest metan úr líffræði, en á Títan - miðað við erfiðar aðstæður - er líklegra að það séfrummetaneftir frá því þegar tunglið myndaðist fyrst, svipað því sem fannst í andrúmsloftiísrisarÚranus og Neptúnus.
Sumir vísindamenn halda það hins vegarfrumstætt lífaf einhverju tagi er mögulegt á Titan, kannski í metan/etan vötnum þess og sjó eða í hafinu.
Niðurstaða: Þykkt nitur andrúmsloft Títans er einstakt meðal tungla í sólkerfinu. Köfnunarefnið gæti hafa verið „soðið“ inni í Titan.