Jak Tytan, księżyc Saturna, może utrzymywać swoją atmosferę
Naukowcy przeprowadzili eksperymenty laboratoryjne, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób księżyc Saturna, Tytan, może utrzymać swoją unikalną, bogatą w azot atmosferę.
Tytan jest drugim co do wielkości księżycem w naszym Układzie Słonecznym i jedynym, który posiada znaczącą atmosferę. Badacze z Southwest Research Institute i Carnegie Institution for Science przeprowadzili badania, aby lepiej zrozumieć jak to niewielkie ciało niebieskie może ją utrzymać. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Geochimica et Cosmochimica Acta.
„Podczas gdy jego średnica wynosi zaledwie 40 procent ziemskiej, księżyc Saturna, Tytan ma atmosferę 1,5 razy gęstszą niż ta na naszej planecie, nawet przy niższej grawitacji. Przez co chodzenie po powierzchni tego niezwykłego ciała niebieskiego byłoby trochę jak nurkowanie” – powiedziała Kelly Miller z Southwest Research Institute.
Pochodzenie, wiek i ewolucja atmosfery znajdującej się na księżycu, która składa się z około 95 proc. azotu i 5 proc. metanu, zastanawiała naukowców od czasu jej odkrycia w 1944 roku.
„Obecność metanu ma kluczowe znaczenie dla istnienia atmosfery Tytana. Jest on usuwany w wyniku reakcji wywoływanych przez światło słoneczne i zniknąłby po około 30 milionach lat, po czym atmosfera zamarzłaby na powierzchni. Astronomowie uważają, że wewnętrzne źródła w jakiś sposób muszą uzupełniać ilość tego gazu, w przeciwnym razie atmosfera miałaby geologicznie krótką żywotność” – podkreśla Miller.
Naukowcy zaproponowali również teoretyczny model tego, jak atmosfera mogła się rozwijać i być uzupełniana przez lata. Badacze założyli, że duże ilości wysoce złożonych materiałów organicznych są podgrzewane w skalistym wnętrzu Tytana, uwalniając azot, a także gazy węglowe, takie jak metan. Następnie wydostają się one na powierzchnię, gdzie tworzą gęstą atmosferę wokół księżyca.
Teorię tę potwierdzają też eksperymenty, w których materiały organiczne zostały podgrzane do temperatur od 250 do 500 stopni Celsjusza przy ciśnieniu do 10 kilobarów, aby zasymulować warunki panujące we wnętrzu Tytana. W ich czasie wytworzyły się gazy węglowe, takie jak dwutlenek węgla i metan, w ilościach wystarczających do zasilenia atmosfery jaką posiada księżyc Saturna, Tytan.
Badanie opierało się w dużej mierze na danych z misji sondy Cassini-Huygens NASA, która wystartowała w 1997 roku i badała układ Saturna w latach 2004-2017. Amerykańska agencja kosmiczna planuje przeprowadzić kolejną misję w kierunku gazowego olbrzyma i jego otoczenia, w 2028 roku za pomocą statku kosmicznego o nazwie Dragonfly. W jej skład wejdzie quadkopter zaprojektowany do badania Tytana z bliska i sprawdzenia, czy środowisko na nim może kiedykolwiek mogło być zdolne do utrzymania życia.
Emil Gołoś
