Sukces w tej materii miał miejsce dzięki wykorzystaniu instrumentów NIRSpec i MIRI zamontowanym na pokładzie teleskopu Webba. Ich niezwykle wysoka czułość pozwoliła zbadać zakres promieniowania podczerwonego, który wcześniej pozostawał praktycznie niedostępny dla naukowców. Skupili się oni na obszarze widma w okolicach 5 mikrometrów, gdzie atmosfera Tytana staje się stosunkowo bardziej przejrzysta i umożliwia obserwację samej powierzchni.
Czytaj też: Tego się nie spodziewałem. Maleńka planetoida z Pasa Kuipera z własną atmosferą!
Tytan od dawna fascynuje badaczy. Jest jedynym księżycem w Układzie Słonecznym posiadającym gęstą atmosferę, a na jego powierzchni występują jeziora i morza ciekłych węglowodorów. Problem polega jednak na tym, że atmosfera złożona głównie z azotu i metanu skutecznie zasłania to, co znajduje się pod nią. Z tego powodu skład chemiczny powierzchni pozostaje w dużej mierze tajemnicą mimo wielu lat obserwacji prowadzonych wcześniej przez sondę Cassini.
Analiza danych z teleskopu Webba ujawniła wyraźne pasmo absorpcyjne o długości fali 5,113 mikrometra. Oznacza to, że jakiś materiał znajdujący się na powierzchni pochłania promieniowanie właśnie w tym zakresie. Sygnał okazał się na tyle wyraźny, iż dało się go wykryć niezależnie przez dwa różne instrumenty teleskopu. Na Tytanie jego głębokość wynosi około 6-7 procent, co wyklucza przypadkowy błąd pomiarowy.
Jeszcze większym zaskoczeniem było odnalezienie podobnego śladu na Plutonie. Chociaż planeta karłowata znajduje się miliardy kilometrów od Saturna i panują tam zupełnie inne warunki środowiskowe, naukowcy dostrzegli absorpcję dokładnie w tym samym miejscu widma. Różniła się ona jednak szerokością, dlatego tajemniczy materiał może występować w odmiennym stanie fizycznym lub znajdować się w innym otoczeniu chemicznym niż na Tytanie.
Badacze rozpoczęli porównywanie odkrytego sygnału z laboratoryjnymi widmami setek znanych lodów i związków organicznych, które mogą występować na lodowych obiektach zewnętrznego Układu Słonecznego. Ku ich zaskoczeniu żaden z dotychczas przebadanych materiałów nie odpowiadał dokładnie obserwacjom. Oznacza to, że naukowcy mogą mieć do czynienia z substancją, która nie była wcześniej uwzględniana w modelach chemicznych tych obiektów albo z bardziej złożoną mieszaniną związków powstającą pod wpływem promieniowania kosmicznego.
Wśród potencjalnych kandydatów wymienia się niektóre związki organiczne należące do grupy allenów, a także bardziej egzotyczne produkty przemian chemicznych zachodzących w lodach bogatych w węgiel. Żadna z tych hipotez jest jednak potwierdzona. Naukowcy podkreślają, że obecnie nie posiadają odpowiednich danych, aby jednoznacznie wskazać źródło odkrytego sygnału.
Szczególnie interesująca jest możliwość, że tajemnicza substancja powstaje w wyniku długotrwałego oddziaływania promieniowania kosmicznego na powierzchniowe lody i związki organiczne. Zarówno Tytan, jak i Pluton od milionów lat podlegają ostrzeliwaniu wysokoenergetycznymi cząstkami, które mogą inicjować skomplikowane reakcje chemiczne prowadzące do tworzenia nowych materiałów niewystępujących naturalnie na Ziemi. Według autorów badań różnice w szerokości wykrytego pasma mogą świadczyć właśnie o odmiennych warunkach formowania się tego związku na obu ciałach niebieskich. I nawet jeśli niekoniecznie mówimy o dowodach na istnienie życia pozaziemskiego, to cała sprawa jest naprawdę fascynująca.
Źródło: arXiv, Astrobiology
