Πώς ο Τιτάνας διατηρεί την ατμόσφαιρά του

Το Southwest Research Institute συνεργάστηκε με το Ινστιτούτο Carnegie για την Επιστήμη για να πραγματοποιήσει εργαστηριακά πειράματα για να κατανοήσει καλύτερα πώς το φεγγάρι του Κρόνου Τιτάνας μπορεί να διατηρήσει τη μοναδική του πλούσια σε άζωτο ατμόσφαιρά. 

Ο Τιτάνας είναι το δεύτερο μεγαλύτερο φεγγάρι στο ηλιακό μας σύστημα και το μόνο που έχει σημαντική ατμόσφαιρα. «Ενώ μόλις το 40% της διαμέτρου της Γης, ο Τιτάνας έχει ατμόσφαιρα 1,5 φορές πιο πυκνή από αυτή της Γης, ακόμη και με χαμηλότερη βαρύτητα», δήλωσε η Δρ. Kelly Miller του SwRI, επικεφαλής συγγραφέας μιας εργασίας σχετικά με αυτά τα ευρήματα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Geochimica. et Cosmochimica Acta. 

«Το περπάτημα στην επιφάνεια του Τιτάνα θα ήταν κάπως σαν κατάδυση». Η προέλευση, η ηλικία και η εξέλιξη αυτής της ατμόσφαιρας, η οποία είναι περίπου 95% άζωτο και 5% μεθάνιο, έχει προβληματίσει τους επιστήμονες από τότε που ανακαλύφθηκε το 1944. 

«Η παρουσία μεθανίου είναι κρίσιμη για την ύπαρξη της ατμόσφαιρας του Τιτάνα», λέει η Μίλερ. «Το μεθάνιο αφαιρείται από αντιδράσεις που προκαλούνται από το ηλιακό φως και θα εξαφανιστεί σε περίπου 30 εκατομμύρια χρόνια μετά από τα οποία η ατμόσφαιρα θα παγώσει στην επιφάνεια. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μια εσωτερική πηγή πρέπει να αναπληρώσει το μεθάνιο, διαφορετικά η ατμόσφαιρα έχει γεωλογικά σύντομη διάρκεια ζωής». 

Η Μίλερ ήταν επίσης ο κύριος συγγραφέας μιας εργασίας του 2019 που δημοσιεύτηκε στο Astrophysical Journal που πρότεινε ένα θεωρητικό μοντέλο για το πώς η ατμόσφαιρα μπορεί να έχει αναπτυχθεί και να αναπληρώνεται με τα χρόνια. 

Το έγγραφο θεωρεί ότι μεγάλες ποσότητες εξαιρετικά πολύπλοκων οργανικών υλικών θερμαίνονται στο βραχώδες εσωτερικό του Τιτάνα, απελευθερώνοντας άζωτο καθώς και αέρια άνθρακα όπως το μεθάνιο. Το αέριο στη συνέχεια διαρρέει στην επιφάνεια, όπου σχηματίζει μια παχιά ατμόσφαιρα γύρω από το φεγγάρι. 

Αυτή η θεωρία επιβεβαιώνεται από τα πρόσφατα πειράματα που θέρμαιναν οργανικά υλικά σε θερμοκρασίες 250 έως 500 Κελσίου σε πιέσεις έως και 10 kilobar για να προσομοιώσουν τις εσωτερικές συνθήκες του Τιτάνα. Τα πειράματα παρήγαγαν αέρια άνθρακα όπως διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο σε επαρκείς ποσότητες για να βοηθήσουν στην τροφοδοσία της ατμοσφαιρικής δεξαμενής του Τιτάνα. 

Το έγγραφο βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε δεδομένα από την αποστολή του διαστημικού σκάφους Cassini-Huygens της NASA, η οποία εκτοξεύτηκε το 1997 και εξερεύνησε το σύστημα του Κρόνου από το 2004 έως το 2017. 

Η NASA σχεδιάζει να εκτοξεύσει την επόμενη αποστολή της στο σύστημα του Κρόνου το 2028 με ένα διαστημόπλοιο που ονομάζεται Dragonfly. Θα περιλαμβάνει ένα τετρακόπτερο που έχει σχεδιαστεί για να εξερευνά τον Τιτάνα από κοντά και να διερευνά εάν τα περιβάλλοντα στον Τιτάνα θα μπορούσαν να ήταν ποτέ ευνοϊκά για τη ζωή. Η Miller εργάζεται στη συνέχεια με μια παγκόσμια ομάδα ερευνητών για να μελετήσει την κατοικησιμότητα του υπόγειου υγρού ωκεανού.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα astrobiology

“Experimental heating of complex organic matter at Titan’s interior conditions supports contributions to atmospheric N2 and CH4” see http://doi.org/10.1016/j.gca.2024.12.026. 

https://astrobiology.com/2025/01/how-titan-maintains-its-atmosphere.html