НАСА „подуши” Титан

Сондата „Касини” помогна на учените да получат в лаборатория въздух с „вкус” на Сатурновия спътник.

Нови данни от сондата „Касини” за спектъра на Титан, спътник на Сатурн, помогнаха на учените да определят химичния състав на неизвестни преди компоненти от неговата атмосфера и да получат в лаборатория смес от газове, неотличима от въздуха на най-земеподобната луна в Слънчевата система, съобщава Центърът за космически полети „Годард”.

„Ако погледнем химичния състав на атмосферата на Титан, лесно можем да си я представим във вид на зоопарк от най-различни сложни молекули. Съчетанието на лабораторните експерименти и данните от наблюденията на „Касини” ни помогнаха да постигнем ново разбиране на това, колко сложен и изненадващ е този спътник на Сатурн, толкова приличащ на Земята”, казва Скот Еджингтън от Лабораторията за реактивно движение на НАСА в Пасадена.

Както обясняват учените, Титан е най-уникалният спътник в Слънчевата система. Планетата притежава плътна въздушна обвивка, която се държи почти като атмосферата на Земята.

Например в атмосферата на Титан може да се открие сложна система от ветрове, в нея често се формират облаци от въглеводороди и падат дъждове. Климатът в една или друга точка на планетата, както и на Земята, зависи от географската ширина и особеностите на релефа. На Титан има зима и лято, които продължават около 7,5 години.

Първите данни за химичния състав на атмосферата на Сатурновия спътник били получени през 1980 г. от сондата „Вояджър 1”. В спектъра на Титан били открити характерните „сплесквания“ и „ями“, свидетелстващи за присъствието не само на азот и метан, но и на сложни въглеводороди – етан, пропан и техните производни. До 2004 година, когато на орбита на Сатурн пристигнал „Касини”, тези данни не били подлагани на съмнение.

Еджингтън и колегите му изяснили защо данните от „Касини” сочат присъствието на още един клас органични молекули, чийто спектър не прилича на нито едно химично съединение, което би могло да се среща във въздуха на планета, състояща се почти изцяло от въглеводороди.

Проблемът е в това, че спектрографите не дават информация за точния химичен състав на анализираните вещества, поради което се налага учените да сортират хиляди различни молекули в надеждата да открият частица с необходимия спектрален профил.

Ситуацията значително се усложнява в случая с Титан, който има атмосфера, в която всяка секунда протичат стотици различни реакции, в хода на които молекулите постоянно се разпадат и формират.

Учените подозирали, че „веществата Х” от въздуха на Титан представляват съединение от няколко ароматни въглеводорода – затворен пръстен от атоми въглерод и водород, възникващ в горните слоеве на атмосферата под действието на слънчевите лъчи и други сили. Всички опити да се пресъздадат такива молекули завършвали неуспешно – техният спектър съвпадал с данните от „Касини” само в някои области.

Нови данни от сондата помогнали на екипа на Еджингтън да реши този проблем. Нов метод за анализ на спектъра, разработен в НАСА, посочил присъствието в атмосферата на Титан на бензол – прост ароматен въглеводород – и на негови производни, в структурата на които един от атомите на въглерода или водорода бил заменен с азот.

В лабораторни експерименти учените добавили малко количество в сместа азот и метан, на които предстояло да станат „атмосфера” на Титан. Този комплекс от газове преживял действието на всички физични сили, които съществуват на Титан – планетолозите ги бомбардирали с ултравиолетово лъчение, нагрявали ги, охлаждали, подлагали ги на високо налягане и ги пропускали през специален филтър, имитиращ почвата на планетата.

След няколко атмосферни цикъла във въздуха на Еджингтън и колегите му се появили нафталин и няколко други ароматни молекули. В резултат учените получили смес, чийто спектър бил практически идентичен с това, което фиксирали уредите на „Касини”.

В следващите си изследвания учените от НАСА ще се опитат да подобрят формулата и да създадат пълноценно копие, което да помогне в изучаването на процесите, протичащи в атмосферата на Титан, без да напускат стените на лабораторията.