Научници су поново створили јединствене хемијске услове који постоје на Титану, највећем Сатурновом месецу, у малим стакленим цилиндрима овде на Земљи, а експеримент је открио раније непознате карактеристике минералног састава Месеца.
Титан је други највећи сателит у Сунчевом систему после Ганимеда, који припада Јупитеру, има густу атмосферу која се састоји углавном од азота са примесама метана. Ова жућкаста измаглица одржава температуру од око -180° Ц. Испод атмосфере су језера, мора и реке течног метана и етана које покривају Титанову ледену кору, посебно близу полова. Попут воде у течном стању на Земљи, ови природни гасови учествују у циклусу у којем испаравају, формирају облаке, а затим падају на површину Месеца.
Густа атмосфера Титана, површина течности и сезонски временски циклуси чине овај хладни месец помало сличним Земљи, а као и наша планета, има органске молекуле који садрже угљеник, водоник и кисеоник. Због ове органске хемије која се јавља на Титану, научници верују да би Месец могао да послужи као огромна лабораторија за проучавање хемијских реакција које су се догодиле на Земљи пре него што се на планети појавио живот.
Али само једна свемирска летелица, Касини, је детаљно посматрала Сатурн и његове месеце, што отежава извођење земаљских студија чудног хемијског састава откривеног на Титану. Стога је група научника недавно одлучила да моделира Титан у епрувети.
Прво, група је ставила течну воду у мале стаклене цилиндре и снизила температуру на услове сличне онима на Титанику. Вода се заледила, имитирајући Титанову ледену кору. Тим је затим додао етан у епрувету, која је постала течна попут језера на површини Титана. Коначно, додали су азот да би створили Титанову атмосферу, а затим су мало променили температуру у цеви да би симулирали температурне флуктуације на површини Титана иу различитим слојевима његове атмосфере.
У својој најновијој студији, представљеној 26. августа на јесењем састанку Америчког хемијског друштва, тим је додао два једињења, ацетонитрил (АЦН) и пропионитрил (ПЦН). Подаци из мисије Цассини указују на то да ових једињења има у изобиљу на Титану. Већина претходних студија проучавала је два једињења одвојено, у њиховој чистој форми, али тим је желео да види шта би се десило ако би се једињења помешала, као што би могао бити случај на Титану. За разлику од рада са сваким једињењем посебно, ако их помешате заједно, можете добити потпуно другачији резултат у структури, односно како ће молекули бити организовани, и како ће молекули кристализовати, односно прећи у чврсту форму.
Тим је открио да се у условима сличним титанијуму, АЦН и ПЦН понашају сасвим другачије него било које једињење појединачно. Наиме, температуре на којима се једињења топе или кристалишу драматично се мењају, реда стотине степени Целзијуса.
Ове тачке топљења и кристализације биле би релевантне у магловитој жутој атмосфери Титана. Различити слојеви атмосфере варирају у температури у зависности од надморске висине изнад површине Месеца, па да би се разумело како се понашају хемикалије у измаглици, нова студија сугерише да ове температурне флуктуације треба узети у обзир.
Поред тога, научници су открили да када АЦН и ПЦН кристалишу, они усвајају различите кристалне структуре у зависности од тога да ли су сами или у присуству другог једињења. Кристали се формирају када се појединачни молекули једињења комбинују у високо организовану структуру. Иако грађевински блокови ове структуре - молекули - остају исти, у зависности од фактора као што је температура, они се могу спојити у мало другачијим конфигурацијама.
Ове варијације у кристалној структури су познате као полиморфи, а када АЦН и ПЦН постоје сами, они усвајају један полиморф на високим температурама, а други на ниским температурама. Али научници су приметили да ако постоји мешавина, онда се стабилност високе и ниске температуре може, у неком смислу, променити. Ови фини детаљи о томе када и како једињења достижу стабилизовану структуру могу заиста променити разумевање минерала који се могу наћи на Титану.
НАСА-ина мисија Драгонфли, која је планирана за лансирање 2026. и долазак на Сатурн 2034. године, могла би пружити више информација о минералном саставу Титана ин ситу.
Прочитајте такође: