Метан в атмосфері Титана виявився результатом нагрівання складної органіки
Прославлений своїми метановими морями й озерами супутник Сатурна Титан цікавий ще однією особливістю — щільною атмосферою. Вона майже цілком складається з азоту, але мізерні добавки інших речовин у цьому повітрі є, і в тому числі — метан. Постає питання, яким чином він там перебуває в газоподібному стані, коли на поверхні — під мінус 200 за Цельсієм. Нещодавно команда дослідників, схоже, знайшла відповідь на це питання.
На Титані атмосферний тиск — у півтора раза вищий за земний, а щільність повітря — вчетверо більша, ніж на нашій планеті. Завдяки цьому там можна було б легко парити на крилах над морями рідкого метану, які роблять найбільший супутник Сатурна потенційною “заправною станцією” для майбутніх дослідників Сонячної системи: це величезне родовище вуглеводнів.
Планетологи продовжують з’ясовувати, звідки у незвичайного супутника таке багатство. Є версія, що це міг бути результат масованого кометного бомбардування мільярди років тому. Справді, у десяти з гаком різних кометах уже виявляли або метановий лід, або молекули цієї речовини, “вбудовані” в кристалічну решітку мінералів — так звані клатрати. Сценарій виглядав би дуже переконливим, якби не один цікавий факт: наявність в атмосфері Титана газоподібного метану.
По-перше, на поверхні Титана — близько мінус 180 градусів Цельсія, а це якраз температура замерзання метану. По-друге, метан, що надійшов колись давно з космосу, досить швидко зник би з атмосфери небесного тіла під дією сонячного випромінювання. Те, що він там є зараз, наводить на підозри про якесь стабільне його джерело.
Море рідкого метану на Титані / © NASA/JPL/USGS
Вчені зі США вирішили перевірити, чи може газоподібний метан, а разом з ним і азот виходити з надр Титана. У нещодавній статті (доступна на сервері препринтів Корнельського університету) вони розповіли про свій цікавий експеримент: вони взяли зразки Мурчисонського метеорита, що впав 1969 року в Австралії, і піддали їх передбачуваним умовам глибоких надр Титану. Річ у тім, що цей метеорит дуже багатий не лише на вуглець, а й на складну органіку, зокрема й на амінокислоти. Його вміст навіть зацікавив шукачів позаземного життя і дослідників питання про походження життя на Землі. У будь-якому разі планетологи вважають, що це одна з “будівельних цеглин”, з яких 4,6 мільярда років тому формувалися багато світів у Сонячній системі, і в тому числі Титан.
Подрібнену речовину метеорита нагрівали до кількох сотень градусів і при цьому тримали під тиском у тисячі атмосфер: саме так, за розрахунками, відбувається всередині супутника Сатурна. Виявилося, що в цих умовах зі зразків благополучно виділяється і метан, і молекулярний азот.
До того ж якщо температура вища за плюс 250 за Цельсієм, то в масштабах усього Титана вийшло б якраз стільки метану, скільки й спостерігають у його атмосфері.
Азоту такий процес дає теж чимало — приблизно половину наявної в реальності на Титані кількості. Варто згадати про цікаву версію походження деяких метанових озер супутника Сатурна: планетологи звернули увагу на їхні незвично круті береги та запідозрили, що це насправді — заповнені рідиною вибухові кратери: рідкий азот у корі Титана нагрівався, випаровувався, цей газ створював зсередини тиск і врешті-решт проривався назовні.
