_ Luna lui Saturn este un teren de testare pentru a obține o mai bună înțelegere a moleculei de metan

Titanul este a doua cea mai mare lună din sistemul solar și singura cu o atmosferă densă. În vârful acestei atmosfere, bogată în azot și metan, radiația solară produce o mare diversitate de molecule organice, dintre care unele le găsim și pe Pământ ca constituenți ai unității de bază a vieții, celula.

O echipă internațională de cercetare condusă de Rafael Silva de la Institutul de Astrofizică și Științe Spațiale și master de la Facultatea de Științe a Universității din Lisabona (Ciências ULisboa), a analizat lumina solară reflectată de atmosfera Titanului și a identificat pentru prima dată aproape o sută semnături pe care molecula de metan (CH4) le înscrie în banda vizibilă a spectrului electromagnetic, urme care sunt esențiale pentru găsirea acestuia în alte atmosfere.

Mai mult, echipa a găsit posibile dovezi ale prezenței moleculei de tricarbon. (C3), o moleculă care ar putea participa în lanțul de reacții chimice care generează molecule complexe ale Titanului - Dacă se confirmă, aceasta va fi prima detecție a moleculei de tricarbon pe un corp planetar.

„Atmosfera lui Titan. funcționează ca un reactor chimic de dimensiuni planetare, producând multe molecule complexe pe bază de carbon”, spune Rafael Silva, adăugând: „Din toate atmosferele pe care le cunoaștem în sistemul solar, atmosfera lui Titan este cea mai asemănătoare cu cea pe care credem că a existat. pe Pământul timpuriu.”

Metanul, care pe Pământ este un gaz, oferă informații despre procesele geologice și, potențial, despre procesele biologice. Este o moleculă care nu supraviețuiește mult timp în atmosferele Pământului sau Titanului deoarece este distrusă rapid și ireversibil de radiația solară. Din acest motiv, pe Titan, metanul trebuie să fie completat prin procese geologice, cum ar fi eliberarea de gaz subteran.

Această lucrare a adus noi informații despre chimia metanului în sine. Cele 97 de linii noi ale absorbției sale spectrale în lungimile de undă ale luminii vizibile – în regiunile de culoare portocalie, galbenă și verde – au fost identificate în benzi de linii asociate anterior cu absorbția de metan, dar niciodată individualizate. Pentru prima dată, lungimea de undă și intensitatea fiecăreia dintre aceste linii sunt cunoscute.

„Chiar și în spectre de înaltă rezoluție, liniile de absorbție a metanului nu sunt suficient de puternice cu cantitatea de gaz pe care o putem avea într-un laborator. pe Pământ. Dar pe Titan, avem o atmosferă întreagă, iar calea pe care o străbate lumina prin atmosferă poate fi lungă de sute de kilometri. Acest lucru face ca diferitele benzi și linii, care au un semnal slab în laboratoarele de pe Pământ, să fie foarte evidente pe Pământ. Titan”, spune Rafael Silva.

Cunoașterea și catalogarea tuturor semnăturilor moleculei de metan va ajuta, de asemenea, la identificarea de noi molecule, în special în atmosfere cu o chimie atât de complexă, unde analiza spectrelor este dificilă din cauza densității. de semnături moleculare, chiar și cu instrumente de înaltă rezoluție.

Așa a găsit echipa semne ale posibilei prezențe a moleculei de tricarbon (C3) în straturile înalte, la o altitudine de 600 de kilometri. În sistemul solar, această moleculă, care se manifestă ca o emisie albăstruie, era până acum cunoscută doar în materialul din jurul nucleului unei comete.

Liniile de absorbție de pe Titan pe care echipa le-a asociat cu tricarbonul sunt puține și de intensitate scăzută în ciuda faptului că sunt foarte specifice acestui tip de moleculă, astfel că în viitor vor fi efectuate noi observații pentru a încerca să confirme această detecție.

„Cu cât cunoaștem mai multe despre diferitele molecule care participă la complexitatea chimică a atmosferei lui Titan, cu atât mai bine vom înțelege tipul de evoluție chimică care ar fi permis sau poate fi legată de originea vieții. pe Pământ”, spune Rafael Silva și adaugă: „Se crede că o parte din materia organică care a contribuit la originea vieții pe Pământ a fost produsă în atmosfera sa prin procese relativ similare cu cele pe care le-am observat pe Titan.”

În prezent, această lună a lui Saturn este o lume unică în sistemul solar, fiind un teren de încercare în pregătirea viitoarelor observații ale atmosferelor planetelor din afara sistemului nostru planetar, așa-numitele exoplanete. Printre acestea, pot fi corpuri mici, reci, precum Titan.

„Experiența dobândită în analize provocatoare de genul acesta ar putea aduce beneficii observațiilor în infraroșu cu telescopul spațial James Webb sau viitoarea misiune spațială Ariel, de la Europa. Agenția Spațială (ESA)”, comentează Pedro Machado, al doilea autor al acestui articol publicat acum.

Datele utilizate pentru această lucrare provin din observații efectuate în iunie 2018 cu spectrograful UVES de înaltă rezoluție vizibil și ultraviolet. , instalat pe Very Large Telescope (VLT) al ESO, în Chile. Au fost folosite și date arhivate culese cu același instrument în 2005.

Cercetarea este publicată în revista Planetary and Space Science.

(Fluierul)