الجمعة 29 مارس 2024

سطح المكتب v4.2.1

Root NationНовиниأخبار تكنولوجيا المعلوماتقمر صناعي لزحل في أنبوب اختبار. أعاد العلماء إنشاء ظروف تيتان في المختبر

قمر صناعي لزحل في أنبوب اختبار. أعاد العلماء إنشاء ظروف تيتان في المختبر

-

أعاد العلماء إنشاء الظروف الكيميائية الفريدة الموجودة على تيتان ، أكبر أقمار زحل ، في أسطوانات زجاجية صغيرة هنا على الأرض ، وكشفت التجربة عن ميزات لم تكن معروفة من قبل للتركيب المعدني للقمر.

تيتان هو ثاني أكبر قمر صناعي في المجموعة الشمسية بعد جانيميد ، الذي ينتمي إلى كوكب المشتري ، وله غلاف جوي كثيف يتكون أساسًا من النيتروجين مع خليط من الميثان. يحافظ هذا الضباب المصفر على درجة حرارة تبلغ حوالي -180 درجة مئوية تحت الغلاف الجوي توجد بحيرات وبحار وأنهار من الميثان السائل والإيثان التي تغطي القشرة الجليدية لتيتان ، خاصة بالقرب من القطبين. مثل الماء السائل على الأرض ، تشارك هذه الغازات الطبيعية في دورة تتبخر فيها وتشكل غيومًا ثم تمطر على سطح القمر.

الغلاف الجوي الكثيف لتيتان ، وسطحه السائل ، ودورات الطقس الموسمية تجعل هذا القمر البارد يشبه الأرض قليلاً ، ومثل كوكبنا ، يحتوي على جزيئات عضوية تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين. بسبب هذه الكيمياء العضوية التي تحدث على تيتان ، يعتقد العلماء أن القمر يمكن أن يكون بمثابة مختبر ضخم لدراسة التفاعلات الكيميائية التي حدثت على الأرض قبل ظهور الحياة على الكوكب.

أعاد العلماء إنشاء ظروف تيتان في المختبر

لكن مركبة فضائية واحدة فقط ، كاسيني ، رصدت زحل وأقماره بالتفصيل ، مما يجعل من الصعب إجراء دراسات أرضية للتركيب الكيميائي الغريب الذي اكتشف على تيتان. لذلك ، قررت مجموعة من العلماء مؤخرًا تصميم نموذج تايتان في أنبوب اختبار.

أولاً ، وضعت المجموعة الماء السائل في أسطوانات زجاجية صغيرة وخفضت درجة الحرارة إلى ظروف مشابهة لتلك الخاصة بالتيتانيك. تجمدت المياه ، محاكية قشرة تيتان الجليدية. ثم أضاف الفريق الإيثان إلى الأنبوب ، وأصبح سائلًا مثل البحيرات على سطح تيتان. أخيرًا ، أضافوا النيتروجين لتكوين الغلاف الجوي لتيتان ، ثم قاموا بتغيير طفيف في درجة الحرارة في الأنبوب لمحاكاة تقلبات درجات الحرارة على سطح تيتان وفي الطبقات المختلفة من غلافه الجوي.

في دراستهم الأخيرة ، التي تم تقديمها في 26 أغسطس في اجتماع الخريف للجمعية الكيميائية الأمريكية ، أضاف الفريق مركبين ، الأسيتونيتريل (ACN) والبروبيونيتريل (PCN). تشير البيانات من مهمة كاسيني إلى أن هذه المركبات متوفرة بكثرة على تيتان. درست معظم الدراسات السابقة المركبين بشكل منفصل ، في شكلهما النقي ، لكن الفريق أراد معرفة ما سيحدث إذا اختلطت المركبات ، كما قد يكون الحال في تيتان. على عكس العمل مع كل مركب على حدة ، إذا قمت بخلطهم معًا ، يمكنك الحصول على نتيجة مختلفة تمامًا في الهيكل ، أي كيفية تنظيم الجزيئات ، وكيف تتبلور الجزيئات ، أو تتحول إلى شكل صلب.

وجد الفريق أنه في ظل ظروف شبيهة بالتيتانيوم ، يتصرف ACN و PCN بشكل مختلف تمامًا عن أي من المركبين على حدة. وبالتحديد ، درجات الحرارة التي تذوب فيها المركبات أو تتبلور تتغير بشكل كبير ، في حدود مئات الدرجات المئوية.

ستكون نقاط الانصهار والتبلور هذه ذات صلة بالجو الأصفر الضبابي لتيتان. تختلف طبقات الغلاف الجوي المختلفة في درجات الحرارة اعتمادًا على الارتفاع فوق سطح القمر ، لذلك لفهم كيفية تصرف المواد الكيميائية الموجودة في الضباب ، تقترح الدراسة الجديدة أن هذه التقلبات في درجات الحرارة يجب أن تؤخذ في الاعتبار.

بالإضافة إلى ذلك ، وجد العلماء أنه عندما تتبلور ACN و PCN ، فإنها تتبنى هياكل بلورية مختلفة اعتمادًا على ما إذا كانت وحدها أو في وجود مركب آخر. تتشكل البلورات عندما يتم دمج الجزيئات الفردية للمركب في هيكل منظم للغاية. على الرغم من أن اللبنات الأساسية لهذا الهيكل - الجزيئات - تظل كما هي ، اعتمادًا على عوامل مثل درجة الحرارة ، يمكن أن تتحد معًا في تكوينات مختلفة قليلاً.

تيتان ، قمر زحل

تُعرف هذه الاختلافات في التركيب البلوري باسم متعدد الأشكال، وعندما توجد ACN و PCN من تلقاء نفسها ، فإنها تتبنى واحدة متعددة الأشكال في درجات حرارة عالية وأخرى في درجات حرارة منخفضة. لكن العلماء لاحظوا أنه إذا كان هناك خليط ، فإن استقرار درجة الحرارة المرتفعة ودرجة الحرارة المنخفضة يمكن أن يتغير ، بمعنى ما. هذه التفاصيل الدقيقة حول متى وكيف تصل المركبات إلى بنية مستقرة يمكن أن تغير حقًا فهم المعادن التي يمكن العثور عليها على تيتان.

قد توفر مهمة Dragonfly التابعة لناسا ، المقرر إطلاقها في عام 2026 وتصل إلى زحل في عام 2034 ، مزيدًا من المعلومات حول التركيب المعدني لتيتان في الموقع.

اقرأ أيضا:

Dzhereloالحياة
اشتراك
يخطر حول
ضيف

0 التعليقات
المراجعات المضمنة
عرض كل التعليقات
مقالات أخرى
اشترك للحصول على التحديثات

احدث التعليقات

شائع الآن
0
نحن نحب أفكارك، يرجى التعليق.x