Vísindamenn hafa endurskapað þær einstöku efnafræðilegu aðstæður sem eru á Títan, stærsta tungli Satúrnusar, í örsmáum glerhólkum hér á jörðinni og tilraunin hefur leitt í ljós áður óþekkt einkenni steinefnasamsetningar tunglsins.
Títan er næststærsti gervihnöttur sólkerfisins á eftir Ganymedes, sem tilheyrir Júpíter, hann hefur þéttan lofthjúp sem samanstendur aðallega af köfnunarefni með íblöndun metans. Þessi gulleita þoka heldur hitastigi upp á um -180°C. Fyrir neðan lofthjúpinn eru vötn, sjór og ár af fljótandi metani og etani sem þekja ískalda skorpu Títans, sérstaklega nálægt pólunum. Eins og fljótandi vatn á jörðinni taka þessar jarðlofttegundir þátt í hringrás þar sem þær gufa upp, mynda ský og rigna síðan á yfirborð tunglsins.
Þétt lofthjúp Títans, vökvayfirborð og árstíðabundnar veðurlotur gera þetta kalda tungl svolítið eins og jörðina og eins og plánetan okkar hefur það lífrænar sameindir sem innihalda kolefni, vetni og súrefni. Vegna þessarar lífrænu efnafræði sem á sér stað á Títan, telja vísindamenn að tunglið gæti þjónað sem gríðarstór rannsóknarstofa til að rannsaka efnahvörf sem áttu sér stað á jörðinni áður en líf birtist á plánetunni.
En aðeins eitt geimfar, Cassini, hefur fylgst með Satúrnusi og tunglum hans í smáatriðum, sem gerir það erfitt að gera rannsóknir á jörðu niðri á undarlegri efnasamsetningu sem uppgötvaðist á Títan. Því ákvað hópur vísindamanna nýlega að gera líkan af Titan í tilraunaglasi.
Fyrst setti hópurinn fljótandi vatni í litla glerhólka og lækkaði hitastigið í svipaðar aðstæður og í titanic. Vatnið fraus og líkti eftir ískaldri skorpu Títans. Liðið bætti síðan etani við rörið sem varð fljótandi eins og vötnin á yfirborði Titans. Að lokum bættu þeir við köfnunarefni til að búa til lofthjúp Títans og breyttu síðan hitastigi í rörinu lítillega til að líkja eftir hitasveiflum á yfirborði Títans og í mismunandi lögum lofthjúpsins.
Í nýjustu rannsókn sinni, sem kynnt var 26. ágúst á haustfundi American Chemical Society, bætti teymið við tveimur efnasamböndum, asetónítríl (ACN) og própíónítríl (PCN). Gögn frá Cassini leiðangrinum benda til þess að þessi efnasambönd séu mikið á Titan. Flestar fyrri rannsóknir hafa rannsakað efnasamböndin tvö í sitthvoru lagi, í hreinu formi þeirra, en teymið vildi sjá hvað myndi gerast ef efnasamböndunum væri blandað saman, eins og gæti verið raunin á Titan. Ólíkt því að vinna með hvert efnasamband fyrir sig, ef þú blandar þeim saman, geturðu fengið allt aðra niðurstöðu í uppbyggingunni, það er hvernig sameindirnar verða skipulagðar og hvernig sameindirnar munu kristallast, eða breytast í fast form.
Teymið komst að því að við títanlíkar aðstæður hegða ACN og PCN sér nokkuð öðruvísi en hvorugt efnasambandið eitt sér. Það er nefnilega svo að hitastigið þar sem efnasambönd bráðna eða kristallast breytist gríðarlega, í stærðargráðunni hundruð gráður á Celsíus.
Þessir bræðslu- og kristöllunarpunktar myndu skipta máli í þokugulu lofthjúpi Títans. Mismunandi lög lofthjúpsins eru mismunandi að hitastigi eftir hæð yfir yfirborði tunglsins, svo til að skilja hvernig efnin í móðunni hegða sér bendir nýja rannsóknin til þess að taka þurfi tillit til þessara hitasveiflna.
Að auki komust vísindamennirnir að því að þegar ACN og PCN kristallast taka þau upp mismunandi kristalbyggingu eftir því hvort þau eru ein eða í viðurvist annars efnasambands. Kristallar myndast þegar einstakar sameindir efnasambands eru sameinaðar í mjög skipulagða byggingu. Þrátt fyrir að byggingareiningar þessarar mannvirkis - sameindirnar - séu þær sömu, allt eftir þáttum eins og hitastigi, geta þær sameinast í aðeins mismunandi stillingum.
Þessi afbrigði í kristalbyggingu eru þekkt sem fjölbreytileikar, og þegar ACN og PCN eru til ein og sér, taka þau upp einn fjölbreytileika við háan hita og annan við lágan hita. En vísindamenn tóku eftir því að ef það er blanda, þá getur stöðugleiki háhita og lághita verið breytt í einhverjum skilningi. Þessar fínu upplýsingar um hvenær og hvernig efnasamböndin ná stöðugri uppbyggingu gætu raunverulega breytt skilningi á því hvaða steinefni er að finna á Titan.
Dragonfly leiðangur NASA, sem áætlað er að verði skotið á loft árið 2026 og komið til Satúrnusar árið 2034, gæti veitt frekari upplýsingar um steinefnasamsetningu Titans á staðnum.
Lestu líka: