Титан – найбільший супутник Сатурна та єдиний супутник у Сонячній системі зі щільною атмосферою. Науковці НАСА вирішили детально з'ясувати її хімічний склад. Вони опиралися на дані спектрального аналізу газової оболонки, отримані на космічному апараті «Кассіні». В процесі лабораторних експериментів учені підбирали леткі інгредієнти повітря на Титаті доти, доки спектральний відбиток отриманої суміші газів не наблизився максимально до картинки, яку надіслав космічний зонд. Результати дослідження невдовзі опублікує журнал «Icarus».
Атмосфера Титану – щільний брунатний смог. Основні її складники – азот і метан. Третій важливий «інгредієнт» — нітрили, азотовмісні ароматичні вуглеводні. Встановити третій компонент було для науковців найскладніше.
Титан – найбільший і найвідоміший супутник Сатурна. Це єдине місце в Сонячній системі (крім Землі), де постійно циркулюють поверхневі потоки. Щоправда в озерах планети тече не вода, а рідкі етан і метан. Атмосфера Титану – щільний брунатний смог. Такий її колір зумовлений сумішшю вуглеводневих газів із вкрапленням азотовмісних сполук – нітрилів.
Науковці з НАСА працювали над завданням: відтворити хімічну композицію закіпченого повітря супутника. Деякі складники були відомі, інші потрібно було визначити, як й їхні правильні пропорції. В атмосфері планети зафіксували дотепер невідомі речовини, – це виявив космічний апарат «Кассіні», відправлений до відкритого космосу 1997 року. Зонд обладнали складним інфрачервоним спектрометром, інформація з нього й стала основою дослідження.
Перші досліди вчених стосувалися двох найпоширеніших на Титані газів – азоту й метану. З'ясували: будь-яке поєднання цих двох летких речовин не відповідає тій спектральній картинці, яку зазняв «Кассіні». Очевидно, в повітрі були й інші сполуки. Які саме – варіантів безліч: формул лише вуглеводнів існує сотні тисяч.
Вчені вирішили продовжити експерименти інакше: додаючи до азоту й метану інші речовини, що іноді вступали в хімічні реакції. Так кулінари відтворюють рецепт: знаючи смак готової страви, перебирають різні інгредієнти. З інфрачервоною спектрограмою планетарної атмосфери астрохіміки знали, як має виглядати їхня «готова страва».
Надії на успіх з'явилися тоді, коли до суміші перших двох газів додали бензол. Його ще раніше помітили на Титані. Потім учені домішали ще низку споріднених речовин, які, згідно з припущеннями, повинні б входити до складу атмосфери. Всі гази, з якими працювали науковці, належать до підгрупи арени (ароматичних вуглеводнів).
Найкращі результати отримали, додавши до суміші азотовмісні ароматичні вуглеводні – нітрили. Порівнявши спектральні відбитки композиції, отриманої в лабораторії, зі знімками, які передав «Кассіні», команда вчених помітила їхню разючу схожість.
«Вперше в лабораторії вдалося так наюлизитися до точного відтворення спектрального візерунка, який свого часу зробили на «Кассіні», – похвалився Джошуа Себрі з Центру космічних польотів імені Годдарда (Грінбелт, штат Меріленд, США). Доктор Себрі є ад'юнкт-професором з Університету Північної Айови (США) і провідним автором дослідження. Тепер, коли основні інгредієнти планетарної атмосфери відомі, науковці зосередяться на виявленні менш поширених сполук. Мета вчених – якнайточніше відтворити умови, що панують на крижаному супутникові Сатурна.
«Хімічна будова Титану – справжнє хитросплетіння складних молекул, – зазначив Скотт Еджінгтон, науковець з Лабораторії реактивного руху НАСА (Пасадена, Каліфорнія). – Об’єднавши лабораторні експерименти з даними космічного апарата «Кассіні», можемо уявити, наскільки складний і дивовижний Титан – цей чимось подібний на Землю супутник Сатурна».
Наприкінці 2016 року «Кассіні» перейде чергового етапу місії. Спершу він кілька разів високо підніметься над північним полюсом Сатурна, пролетить поблизу вузького кільця F. Зонд наблизиться до Енцелада, 14-го супутника планети-гіганта, й вивчить водомістку речовину, яку вивергають його гейзери. Потому «Кассіні» здійснить 22 оберти між Сатурном і внутрішнім кільцем.
Зреферував Олег КАЧАН
Оригінал за посиланням http://www.science20.com.
19.06.2014