Научниците ги пресоздадоа уникатните хемиски услови што постојат на Титан, најголемата месечина на Сатурн, во ситни стаклени цилиндри овде на Земјата, а експериментот откри досега непознати карактеристики на минералниот состав на Месечината.
Титан е вториот по големина сателит во Сончевиот систем по Ганимед, кој му припаѓа на Јупитер, има густа атмосфера која се состои главно од азот со мешавина на метан. Оваа жолтеникава магла одржува температура од околу -180°C. Под атмосферата има езера, мориња и реки од течен метан и етан кои ја покриваат ледената кора на Титан, особено во близина на половите. Како течна вода на Земјата, овие природни гасови учествуваат во циклус во кој тие испаруваат, формираат облаци, а потоа паѓаат дожд на површината на Месечината.
Густата атмосфера на Титан, течната површина и сезонските временски циклуси ја прават оваа студена месечина малку слична на Земјата, и како нашата планета, има органски молекули кои содржат јаглерод, водород и кислород. Поради оваа органска хемија што се јавува на Титан, научниците веруваат дека Месечината може да послужи како масивна лабораторија за проучување на хемиските реакции што се случиле на Земјата пред да се појави животот на планетата.
Но, само едно вселенско летало, Касини, детално го набљудуваше Сатурн и неговите месечини, што го отежнува спроведувањето на копнени студии за чудниот хемиски состав откриен на Титан. Затоа, група научници неодамна одлучија да го моделираат Титан во епрувета.
Прво, групата ставила течна вода во мали стаклени цилиндри и ја спуштила температурата на услови слични на оние на титаник. Водата се замрзна, имитирајќи ја ледената кора на Титан. Тимот потоа додаде етан во цевката, која стана течна како езерата на површината на Титан. Конечно, тие додадоа азот за да ја создадат атмосферата на Титан, а потоа малку ја променија температурата во цевката за да симулираат температурни флуктуации на површината на Титан и во различните слоеви на неговата атмосфера.
Во нивната последна студија, претставена на 26 август на есенскиот состанок на Американското хемиско здружение, тимот додаде две соединенија, ацетонитрил (ACN) и пропионитрил (PCN). Податоците од мисијата Касини покажуваат дека овие соединенија ги има во изобилство на Титан. Повеќето претходни студии ги проучувале двете соединенија одделно, во нивната чиста форма, но тимот сакал да види што ќе се случи ако соединенијата се мешаат, како што може да биде случајот со Титан. За разлика од работата со секое соединение посебно, ако ги измешате, можете да добиете сосема поинаков резултат во структурата, односно како ќе се организираат молекулите и како ќе се кристализираат, или ќе се претворат во цврста форма.
Тимот откри дека во услови слични на титаниум, ACN и PCN се однесуваат сосема поинаку од кое било соединение самостојно. Имено, температурите на кои соединенијата се топат или кристализираат драстично се менуваат, од редот на стотици степени Целзиусови.
Овие точки на топење и кристализација би биле релевантни во магливата жолта атмосфера на Титан. Различните слоеви на атмосферата варираат во температурата во зависност од висината над површината на Месечината, па за да се разбере како се однесуваат хемикалиите во маглата, новата студија сугерира дека овие температурни флуктуации треба да се земат предвид.
Покрај тоа, научниците открија дека кога ACN и PCN се кристализираат, тие прифаќаат различни кристални структури во зависност од тоа дали се сами или во присуство на друго соединение. Кристалите се формираат кога поединечните молекули на соединението се комбинираат во високо организирана структура. Иако градежните блокови на оваа структура - молекулите - остануваат исти, во зависност од факторите како што е температурата, тие можат да се спојат заедно во малку различни конфигурации.
Овие варијации во кристалната структура се познати како полиморфи, и кога ACN и PCN постојат сами по себе, тие прифаќаат еден полиморф на високи температури, а друг на ниски температури. Но, научниците забележаа дека ако има мешавина, тогаш стабилноста на високата и ниската температура може, во извесна смисла, да се промени. Овие фини детали за тоа кога и како соединенијата достигнуваат стабилизирана структура би можеле навистина да го променат разбирањето за тоа кои минерали може да се најдат на Титан.
Мисијата Dragonfly на НАСА, планирана да биде лансирана во 2026 година и да пристигне на Сатурн во 2034 година, може да обезбеди повеќе информации за минералниот состав на Титан на самото место.
Прочитајте исто така: