Jak funkcjonuje atmosfera Tytana? Udało się ją odtworzyć w laboratorium

Największy księżyc Saturna, czyli Tytan, z pewnością może intrygować. Wystarczy wspomnieć, że jest on pokryty jeziorami i rzekami, choć wypełnia je nie woda, lecz ciekły etan i metan.

Tytan jest przy tym drugim największym księżycem w całym Układzie Słonecznym (tuż po Ganimedesie, naturalnym satelicie Jowisza). Jakby tego było mało, wokół tego obiektu rozciąga się stosunkowo gęsta atmosfera złożona z azotu i metanu. I choć panujące w niej temperatury, osiągające nawet minus 180 stopni Celsjusza, z pewnością nie zachęcają do wysyłania na miejsce załogowych misji, to zainteresowanie bez wątpienia może wzbudzać występujący tam cykl pogodowy.

Czytaj też: Co skrywa Saturn? Astronomowie chcą lepiej poznać jego wnętrze

Poza tym, naukowcy twierdzą, że na miejscu mogą znajdować się cząsteczki organiczne składające się z węgla, wodoru i tlenu. O ile perspektywa istnienia tam życia, które byłoby przystosowane do egzystowania w ciekłym metanie i etanie wydaje się mało prawdopodobna, tak dla badaczy kluczowy jest inny fakt: analiza reakcji chemicznych zachodzących w obrębie księżyca Saturna mogłaby dostarczyć informacji na temat tego, jak wyglądała nasza planeta przed miliardami lat.

Tytan to największy księżyc Saturna i drugi największy w całym naszym układzie

Skoro nie mam bezpośredniego dostępu do próbek pochodzących z Tytana, to naukowcy musieli znaleźć sposób na obejście tego problemu. Stwierdzili więc, że… odtworzą tamtejszą atmosferę w laboratorium. Zaczęli od umieszczenia wody w szklanych cylindrach i zamrożenia jej, a następnie wprowadzenia do zbiorników etanu, który przyjął płynną formę. Aby dopełnić mieszanki, na koniec dodali do niej azot, by potem rozpocząć dalsze modyfikacje w zakresie temperatury.

Wiedząc, jaki jest przypuszczalny skład atmosfery Tytana, autorzy eksperymentu dodali do cylindrów dwa związki: acetonitryl oraz propionitryl. Stojący na czele zespołu badawczego Tomče Runčevski chciał w ten sposób przekonać się, jak zareaguje taka mieszanka. Okazało się, iż zachowanie tych związków razem (i to w warunkach odpowiadających Tytanowi) jest zupełnie inne, niż gdy badano je z osobna. Różnica dotyczyła między innymi temperatur, w których związki ulegały topieniu bądź krystalizacji.

Czytaj też: Kiedy może dotrzeć do nas wiadomość od pozaziemskiej cywilizacji?

Poza tym, Runčevski i jego współpracownicy zauważyli, że kiedy acetonitryl i propionitryl ulegają krystalizacji, to przyjmują różne struktury w zależności od tego, czy występują razem czy z osobna. Tego typu różnice są określane mianem polimorfizmu i w tym przypadku były zależne od zmian temperatury. Oczywiście przeprowadzone badania są dość ograniczone, ponieważ z pewnością nie wzięły pod uwagę wszystkich możliwych substancji występujących na Tytanie. Dostarczają natomiast pewnych informacji dotyczących tego, jak może wyglądać księżyc, który ma być celem misji Dragonfly zaplanowanej na 2026 rok.