|
Титан является испытательным полигоном для метана
|
|
|
|
Титан - второй по величине спутник в Солнечной системе и единственный с плотной атмосферой. В верхних слоях этой атмосферы, богатой азотом и метаном, солнечное излучение производит огромное разнообразие органических молекул, некоторые из которых мы также находим на Земле в качестве составляющих основной единицы жизни - клетки. Международная исследовательская группа, возглавляемая Рафаэлем Сильвой из Института астрофизики и космических наук и магистром факультета естественных наук Лиссабонского университета, проанализировала солнечный свет, отраженный атмосферой Титана, и впервые выявила почти сто сигнатур, которые молекула метана (CH4) вписывает в атмосферу Титана. видимая полоса электромагнитного спектра, следы, которые необходимы для его обнаружения в других атмосферах. Кроме того, команда обнаружила возможные доказательства присутствия молекулы триуглерода (C3), молекулы, которая могла бы участвовать в цепочке химических реакций, генерирующих сложные молекулы Титана - если это подтвердится, это будет первое обнаружение молекулы триуглерода на планетарном теле.
|
|
|
|
"Атмосфера Титана работает как химический реактор планетарного размера, производящий множество сложных молекул на основе углерода", - говорит Рафаэль Сильва, добавляя: "Из всех атмосфер, которые мы знаем в Солнечной системе, атмосфера Титана наиболее похожа на ту, которая, как мы думаем, существовала на ранней Земле". Метан, который на Земле является газом, предоставляет информацию о геологических процессах и, возможно, о биологических процессах. Это молекула, которая недолго сохраняется в атмосферах Земли или Титана, потому что она быстро и необратимо разрушается солнечной радиацией. По этой причине на Титане запасы метана, должно быть, пополняются в результате геологических процессов, таких как выброс подземного газа. Эта работа принесла новую информацию о химии самого метана. 97 новых линий его спектрального поглощения на длинах волн видимого света - в оранжевой, желтой и зеленой цветовых областях - были идентифицированы в полосах линий, ранее связанных с поглощением метаном, но никогда не выделявшихся индивидуально. Впервые известны длина волны и интенсивность каждой из этих линий.
|
|
|
"Даже в спектрах с высоким разрешением линии поглощения метана недостаточно сильны для того количества газа, которое мы можем получить в лаборатории на Земле. Но на Титане у нас есть целая атмосфера, и путь, который проходит свет через атмосферу, может составлять сотни километров в длину. Это делает различные полосы и линии, которые имеют слабый сигнал в лабораториях на Земле, очень заметными на Титане", - говорит Рафаэль Сильва. Знание и каталогизация всех сигнатур молекулы метана также поможет идентифицировать новые молекулы, особенно в атмосферах с таким сложным химическим составом, где анализ спектров является сложной задачей из-за плотности молекулярных сигнатур даже с помощью приборов с высоким разрешением. Именно так команда обнаружила признаки возможного присутствия молекулы триуглерода (C3) в верхних слоях, на высоте 600 километров. В Солнечной системе эта молекула, проявляющаяся в виде голубоватого излучения, до сих пор была известна только в материале, окружающем ядро кометы. Линии поглощения на Титане, которые команда связала с триуглеродом, немногочисленны и имеют низкую интенсивность, несмотря на то, что они очень специфичны для этого типа молекул, поэтому в будущем будут проведены новые наблюдения, чтобы попытаться подтвердить это обнаружение.
|
|
|
|
"Чем больше мы узнаем о различных молекулах, которые участвуют в химической сложности атмосферы Титана, тем лучше мы поймем тип химической эволюции, которая, возможно, привела к возникновению жизни на Земле или может быть связана с ней", - говорит Рафаэль Сильва и добавляет: "Некоторые из органических соединений, которые могут быть обнаружены в атмосфере Титана". Считается, что вещество, которое способствовало возникновению жизни на Земле, образовалось в ее атмосфере в результате процессов, относительно сходных с теми, которые мы наблюдали на Титане". В настоящее время этот спутник Сатурна является уникальным миром в Солнечной системе, являясь испытательным полигоном для подготовки будущих наблюдений за атмосферами планет за пределами нашей планетной системы, так называемых экзопланет. Среди них могут быть небольшие холодные тела, такие как Титан. "Опыт, накопленный при проведении сложных анализов, подобных этому, может принести пользу инфракрасным наблюдениям с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба или будущей космической миссии Ariel Европейского космического агентства (ЕКА)", - комментирует Педро Мачадо, второй автор этой опубликованной статьи. Данные, использованные для этой работы, были получены в результате наблюдений, проведенных в июне 2018 года с помощью спектрографа видимого и ультрафиолетового излучения высокого разрешения UVES, установленного на Очень большом телескопе ESO (VLT) в Чили. Также были использованы архивные данные, собранные с помощью того же прибора в 2005 году.
|
|
|
|
Источник
|
