Titan je drugi po veličini mesec u Sunčevom sistemu i jedini sa gustom atmosferom. Na vrhu ove atmosfere, bogate azotom i metanom, sunčevo zračenje proizvodi veliku raznolikost organskih molekula, od kojih neke nalazimo i na Zemlji kao sastavne delove osnovne jedinice života, ćelije.
Međunarodni istraživački tim koji je predvodio Rafael Silva sa Instituta za astrofiziku i svemirske nauke i magistar sa Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Lisabonu (CiAªncias ULisboa), analizirao je sunčevu svetlost koju reflektuje Titanova atmosfera i po prvi put identifikovao skoro stotinu potpisa da molekul metana (CH 4 ) upisuje u vidljivu traku elektromagnetnog spektra tragove koji su neophodni za njegovo pronalaženje u drugim atmosferama.
Štaviše, tim je pronašao moguće dokaze o prisustvu molekula tri ugljenika (C 3 ), molekula koji bi mogao da učestvuje u lancu hemijskih reakcija koje stvaraju složene molekule Titana – Ako se potvrdi, to će biti prvo otkrivanje molekula tri ugljenika na planetarnom telu.
„Atmosfera Titana funkcioniše kao hemijski reaktor planetarne veličine, proizvodeći mnoge složene molekule na bazi ugljenika“, kaže Rafael Silva, dodajući: „Od svih atmosfera koje poznajemo u Sunčevom sistemu, atmosfera Titana je najsličnija onoj mislimo da je postojao na ranoj Zemlji.“
Metan, koji je na Zemlji gas, pruža informacije o geološkim procesima i potencijalno o biološkim procesima. To je molekul koji ne opstaje dugo u atmosferama Zemlje ili Titana jer ga sunčevo zračenje brzo i nepovratno uništava. Iz tog razloga, na Titanu, metan se mora obnavljati geološkim procesima, kao što je oslobađanje podzemnog gasa.
Ovaj rad je doneo nove informacije o hemiji samog metana. 97 novih linija njegove spektralne apsorpcije u talasnim dužinama vidljive svetlosti – u regionima narandžaste, žute i zelene boje – identifikovano je u trakama linija koje su ranije bile povezane sa apsorpcijom metana, ali nikada nisu individualizovane. Po prvi put su poznati talasna dužina i intenzitet svake od ovih linija.
„Čak i u spektrima visoke rezolucije, linije apsorpcije metana nisu dovoljno jake sa količinom gasa koju možemo imati u laboratoriji na Zemlji. Ali na Titanu imamo čitavu atmosferu, a put kojim svetlost putuje kroz atmosferu može biti stotinama kilometara. To čini različite trake i linije, koje imaju slab signal u laboratorijama na Zemlji, veoma očigledne na Titanu“, kaže Rafael Silva.
Poznavanje i katalogizacija svih potpisa molekula metana takođe će pomoći da se identifikuju novi molekuli, posebno u atmosferama sa tako složenom hemijom, gde je analiza spektra izazovna zbog gustine molekularnih potpisa, čak i sa instrumentima visoke rezolucije.
Ovako je tim pronašao znake mogućeg prisustva molekula trikarbona (C 3 ) u visokim slojevima, na visini od 600 kilometara. U Sunčevom sistemu, ovaj molekul, koji se manifestuje kao plavkasta emisija, do sada je bio poznat samo u materijalu koji okružuje jezgro komete.
Linije apsorpcije na Titanu koje je tim povezao sa trikarbonom su malobrojne i niskog intenziteta uprkos tome što su veoma specifične za ovu vrstu molekula, tako da će se u budućnosti vršiti nova zapažanja kako bi se pokušalo potvrditi ova detekcija.
„Što više znamo o različitim molekulima koji učestvuju u hemijskoj složenosti Titanove atmosfere, to ćemo bolje razumeti vrstu hemijske evolucije koja je možda dozvolila ili je povezana sa nastankom života na Zemlji“, kaže Rafael Silva. , i dodaje: „Smatra se da su neke od organskih materija koje su doprinele nastanku života na Zemlji proizvedene u njenoj atmosferi procesima relativno sličnim onima koje smo primetili na Titanu.
Trenutno, ovaj Saturnov mesec predstavlja jedinstven svet u Sunčevom sistemu, jer je poligon za pripremu budućih posmatranja atmosfera planeta van našeg planetarnog sistema, takozvanih egzoplaneta. Među njima mogu biti mala, hladna tela poput Titana.
„Iskustvo stečeno u ovakvim izazovnim analizama moglo bi da koristi infracrvenim posmatranjima sa svemirskim teleskopom Džejms Veb, ili budućom svemirskom misijom Ariel, Evropske svemirske agencije (ESA)“, komentariše Pedro Mačado, drugi autor ovog sada objavljenog članka.
Podaci koji su korišćeni za ovaj rad potiču iz posmatranja izvršenih u junu 2018. sa UVES vidljivim i ultraljubičastim spektrografom visoke rezolucije, instaliranim na ESO-ovom veoma velikom teleskopu (VLT), u Čileu. Korišćeni su i arhivirani podaci prikupljeni istim instrumentom 2005. godine.
