Tytan - największy satelita Saturna

Kiedy ponad 30 lat temu sonda Voyager 1 dotarła w pobliże Tytana, jej aparatura wizyjna nie była w stanie przeniknąć mgiełki otaczającej księżyc. Jednak po licznych przelotach sondy Cassini w jego pobliżu oraz symulacjach numerycznych przeprowadzonych na Ziemi, naukowcy uczestniczący w projekcie "Deposition of energy and photochemistry for the generation of Titan's haze" (DEPTH) mogą uzyskać wiele informacji na temat atmosfery tego odległego ciała niebieskiego.

Pomiary dokonane przez różne instrumenty sondy Cassini ujawniły, że zgodnie z przewidywaniami na Tytanie znajdują się podstawowe pierwiastki niezbędne do powstania życia. Podobnie jak ziemska atmosfera, mgiełka otaczająca Tytana składa się w większości z cząsteczkowego azotu, ale znajdują się w niej także aerozole, których ważnym składnikiem są związki organiczne.

Na powierzchni Tytana brak jest wystarczającej energii do rozbicia obecnego w atmosferze azotu, metanu i tlenku węgla oraz stworzenia z nich bardziej złożonych cząsteczek. Górne warstwy atmosfery są z kolei wystawione na działanie promieniowania ultrafioletowego oraz energetycznych cząstek emitowanych przez Słońce.

Badacze z projektu DEPTH zmieszali gazy znajdujące się w atmosferze Tytana w warunkach laboratoryjnych i stworzyli jej syntetyczny analog, symulując promieniowanie i energię cząstek docierających do górnych warstw atmosfery. W tej sztucznej atmosferze przygotowano różne cząsteczki, by następnie przeanalizować je przy pomocy spektrometru mas.

Osiemnaście cząsteczek przypominających aminokwasy i nukleotydy stanowi potwierdzenie, że atmosfera Tytana może być rezerwuarem prebiotycznych molekuł. Oprócz reakcji chemicznych prowadzących do powstania materiału biologicznego odtworzono formowanie się amoniaku i izocyjanku wodoru.

Nowy stochastyczny opis reakcji chemicznych umożliwił symulowanie części danych doświadczalnych pochodzących z sondy Cassini. Ponadto symulacje działania różnych źródeł energii oraz gradientów gęstości w atmosferze składającej się głównie z azotu i metanu dostarczyły cennych informacji na temat fotochemii atmosfery Tytana.

Uzyskana w projekcie DEPTH wiedza na temat procesów powstawania złożonych cząsteczek na Tytanie powinna pomóc naukowcom w lepszym poznaniu Ziemi i jej atmosfery. Przyczyni się także do udoskonalenia prognoz dotyczących odległych ciał niebieskich, takich jak Pluton czy księżyc Neptuna Tryton, do których dotąd nie docierały misje kosmiczne.