Tytan jest największym spośród 62 odkrytych księżyców krążących po orbicie Saturna i drugim co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym – po Ganimedesie Jowisza. Na ilustracji artystyczne wyobrażenie powierzchni ciała niebieskiego i planety (Creative Force / Pixabay)
Główna autorka badań Morgan Cable z NASA’s Jet Propulsion Laboratory w California Institute of Technology zaprezentowała 24 czerwca na tegorocznej konferencji naukowej Astrobiology Science w Seattle wyniki eksperymentu przeprowadzonego w laboratorium, gdzie odtworzono warunki panujące na Tytanie, księżycu Saturna. W trakcie przeprowadzonych obserwacji badacze odkryli nowe związki i minerały, których nie znaleziono dotąd na Ziemi. Wśród nich jest kokryształ ze stałego acetylenu i butanu. Naukowcy podejrzewają, że „nieziemskie” minerały mogą tworzyć pierścienie wokół jezior na Tytanie.
Oryginał wśród księżyców
Tytan jest specyficznym i wciąż pełnym tajemnic miejscem. To największy z 62 odkrytych księżyców krążących po orbicie Saturna i drugi co do wielkości księżyc w Układzie Słonecznym – po Ganimedesie Jowisza.
Mapa północnego bieguna Tytana w sztucznych kolorach, ukazująca zbiorniki ciekłych węglowodorów (NASA / JPL-Caltech / Agenzia Spaziale Italiana / USGS / domena publiczna)
Jako jedyny księżyc w naszym układzie planetarnym posiada gęstą atmosferę, gdzie zachodzą skomplikowane zjawiska pogodowe, m.in. pada deszcz i śnieg.
Co więcej, do tej pory tylko on oprócz Ziemi może się poszczycić powierzchniowymi zbiornikami cieczy. Są to jeziora usytuowane w obszarach podbiegunowych na Tytanie. W odróżnieniu od ziemskich, zamiast wody wypełniają je płynne węglowodory, a konkretnie mieszanina metanu i etanu. Wody znajdują się pod powierzchnią księżyca.
Niespotykane minerały wydają się doskonale wpisywać w jego zagadkowy wizerunek
Odkryte kokryształy tworzone są z acetylenu i butanu, które na naszej planecie występują jako gazy. Z kolei na największym księżycu Saturna istnieją w postaci stałej, dlatego mogą się ze sobą łączyć w struktury kryształów. Zmiana stanu tych związków chemicznych zachodzi za sprawą ekstremalnie niskich, wręcz lodowatych temperatur panujących na Tytanie.
We wcześniejszych badaniach na podstawie misji Cassini zauważono, że węglowodorowe jeziora usytuowane niedaleko równika w suchych regionach Tytana zawierają ślady odparowanego materiału, który tak jak osad pozostający po kąpieli w wannie, przypomina kształtem pierścienie.
Odwzorować Tytana
W laboratorium, w którym przeprowadzono eksperyment, zadbano, by jak najwiarygodniej odwzorować warunki charakterystyczne dla największego księżyca Saturna.
Zastosowano specjalny kriostat, który umożliwił obniżenie temperatury. Rozprzestrzeniono główny składnik atmosfery na Tytanie, czyli azot (po schłodzeniu przywrócono mu postać gazu). Następnie dodawano metan, etan oraz inne molekuły typowe dla tego księżyca i obserwowano, co się z nimi dzieje.
Mozaika w sztucznych kolorach, utworzona z danych w podczerwieni zebranych przez sondę Cassini NASA, ujawnia różnice w składzie materiałów powierzchniowych wokół jezior węglowodorowych na Tytanie, największym księżycu Saturna (NASA / domena publiczna)
Kryształy, jakich nie ma na Ziemi
Jako pierwszy pojawił się kryształ benzenu kojarzący się większości z benzyną, której jest składnikiem.
Miłośnicy chemii wiedzą, że jego cząsteczka ma kształt płatka śniegu i jest on stworzony z heksagonalnego (sześciokątnego) pierścienia atomów węgla. Jednak jak na niezwykłego Tytana przystało, także i jego molekuły nie mogą być przeciętne. Zatem cząsteczki poprzestawiały się, wpuściły do wewnątrz molekuły etanu i w ten sposób wytworzyły kokryształ.
Uwieńczeniem eksperymentu było odkrycie kokryształu acetylenu i butanu. W opinii zespołu jest on prawdopodobnie znacznie bardziej powszechny w badanym „królestwie” księżycowym.
Cable przypuszcza, że w panującym na Tytanie mroźnym klimacie istnieje duże prawdopodobieństwo, że to właśnie nieznane dotychczas kokryształy mogą być odpowiedzialne za tworzenie się pierścieni wokół tamtejszych jezior.
Mroźny klimat może temu sprzyjać. Ciekłe węglowodory wyparowują, a minerały „znikają”, osadzając się na tej samej zasadzie, co na Ziemi sól na brzegach mórz i jezior.
Na potwierdzenie teorii trzeba będzie poczekać. Można to zbadać jedynie na linii brzegowej księżycowych jezior. Dopiero wysłanie sondy kosmicznej pokaże w przyszłości, czy badacze mieli rację.
Źródła: EurekAlert!, Forbes, Urania.
