Astronomiya

Titan a bir Mars atmosferindən daha sıx bir atmosferə səbəb olan nədir?

Titan a bir Mars atmosferindən daha sıx bir atmosferə səbəb olan nədir?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mars və Titanla maraqlanıram. Mars Titandan böyükdürsə, necə oldu ki, atmosferinin çox hissəsini itirdi? Marsda da maqnit sahəsi var, Titanda isə yoxdur. Bununla yanaşı Titans səthindəki atmosfer təzyiqi Yerinkindən 1,5 dəfə çoxdur.

Sual: Marsda atmosferin çox olmamasına səbəb olan nədir, ancaq Titan?


Mars və Titan, Günəşdən məsafəsi, tərkibi və bəlkə də geoloji fəaliyyəti ilə xeyli fərqlənirlər.

Titan, Marsdan Günəşdən təxminən 6.3 dəfə çox uzaqdır, yəni Titan, Marsın günəş küləyində təxminən eyni azalma ilə Marsın təqribən 1/40 günəş radiasiyasını alır. Marsın kiçik ölçüsü və Günəşə daha yaxın olması günəş küləyinin Mars atmosferinin xeyli hissəsini uzaqlaşdırmasına imkan verdi. Venera, Yer və Mars atmosferləri arasındakı nəzərəçarpacaq fərqlərə baxmayaraq, bu üç planetdən atmosfer itkisi nisbətləri (vahid vaxtda kütləvi itki baxımından) təxminən eyni səviyyədədir. Bu nisbət Veneranın Veneradakı çox böyük atmosferi üçün cüzi, Yerin bir qədər böyük atmosferi üçün az miqdarda, lakin Mars üçün böyük nisbətdə itki nisbətini təmsil edir. Titandan müəyyən dərəcədə xilas olur.

Marın orta sıxlığı 3.93 q / sm3. Mars bir quru planetidir. Titanın orta sıxlığı bunun yarısından azdır, 1,88 q / sm3. Titan buzlu bir aydır: bir az qayadır, amma çox uçucu. Su buzu ilə qarışıq bir çox ammonyak var (və Titanın nüvəsi isti olarsa, bəlkə də maye su). Bəziləri, Titanın atmosferini ammonyak buraxaraq bərpa etdiyini fərz edirlər. Günəş işığı Titan atmosferinin üst hissəsindəki ammonyağı hidrogen və azota bölür. Hidrogen qaçır, azot deyil.

Nəhayət, Mars böyük ehtimalla geoloji cəhətdən ölmüşdür. Gec Ağır Bombardmanadan qalma kraterlərlə örtülmüşdür. Titan, coğrafi baxımdan bir qədər aktiv olma əlamətlərini nümayiş etdirir. Bunun da kraterləri var, amma Mars qədər onlarla suvaqlı deyil. Ən azından bəzilərinə görə dağlar daha gənc görünür. Geoloji fəaliyyət Titanın atmosferini bərpa etməyə kömək edə bilər.


Titan a bir Mars atmosferindən daha sıx bir atmosferə səbəb olan nədir? - Astronomiya

Mars atmosferin çox hissəsini mənalı bir elektromaqnit sahəsinin olmaması səbəbindən günəş küləyinə itirdi. Saturnun Titanında Yerin atmosferindən daha sıx bir atmosfer var, lakin Titan, Marsdan daha kiçik bir cisimdir. Günəş küləyi niyə Titanın atmosferini aparmadı?

Kobud şəkildə desək, Saturn məsafəsində, vahid sahəyə düşən günəş elektromaqnit gücü və günəş küləyi axını, yerdəki planetlərdə uçucu olan elementlərin və birləşmələrin hər üç fazada toplanmağa meylli dərəcədə azdır. Titanın səth temperaturu da kifayət qədər aşağıdır, təxminən 90 K. Buna görə atmosfer quruluşuna çevrilə bilən maddələrin kütləvi hissələri Titanda yer üzündən daha böyükdür.

Əslində, mövcud şərhlər Titanın kütləsinin yalnız 70% -nin silikatlar olduğunu, qalan hissəsinin isə əsasən H2O buzları və NH3-H2O (ammonyak hidratları) təşkil etdiyini göstərir. Titanın atmosfer N2-nin orijinal mənbəyi ola bilən NH3, NH3-H2O kütləsinin% 8-i qədər ola bilər.

Orijinal atmosferin böyük bir hissəsinin geoloji zaman ərzində itirildiyi görünür. Ancaq Titan, Yer və ya Marsdan nisbətdə daha çox uçucu bir büdcə ilə başladığından, səthindəki atmosfer təzyiqi Yerinkindən təxminən 1,5 dəfə qalır. Mümkündür ki, atmosfer itkisinin böyük bir hissəsi atmosfer enerjisi ilə atmosferin böyük bir hissəsini daşıyan enerjili bir qaçışdan (hidrodinamik partlama hadisəsi) 50 Ma yığılma məsafəsindədir. Belə bir hadisə, Günəşin erkən saatlarında rentgen və ultrabənövşəyi (XUV) fotonların daha yüksək çıxışının qızdırılması və fotoliz təsirləri ilə idarə oluna bilər.

Əslində Titanın niyə qalın bir atmosferə sahib olduğunu bilmirik, struktur baxımından bənzər Ganymede və Callisto isə bilmir. İstiliklər çox yüksək ola bilər (çox yuxarıda)

Jovian subnebulasında, daha böyük cazibə potensialı enerji sərbəstliyi, kütləsi və Günəşə yaxınlığı səbəbindən Callisto və Ganymede tərəfindən yığılmış NH3-hidrat inventarını xeyli azaldır. Yaranan N2 atmosferi, Titanın dayandığı atmosfer eroziyası təsirlərindən xilas olmaq üçün çox incə ola bilər.

Alternativ olaraq, kometa təsirləri Callisto və Ganymede-də Yupiterin daha yüksək cazibə qüvvəsi səbəbi ilə Titan-da olduğundan daha çox enerji buraxa bilər. Yüksək enerjilər Callisto və Ganymede atmosferlərini aşındırır, kometa maddəsi isə Titan atmosferini qururdu. Buna baxmayaraq, D / H nisbətləri, kometa girişinin Titan atmosferinə ən böyük töhfə vermə ehtimalı olmadığını göstərir.

Marsda olduğu kimi, Titanın da daxili maqnit sahəsi əhəmiyyətsizdir və bəlkə də yoxdur. Bundan əlavə, Saturnun maqnit sahəsi ilə Titan arasındakı nisbi sürət, atmosferi günəş küləyindən qorumaq əvəzinə, Titan atmosferindəki reaksiyaları sürətləndirir.

Əsas tədqiqatı və daha çox texniki detalları bilmək istəsəniz, onları onlayn olaraq həm redaktə edilmiş bir yazı olaraq göndərmişəm.

Bu səhifə son dəfə 18 iyul 2015-ci ildə yeniləndi.

Müəllif haqqında

Suniti Karunatillake

Wabash College, IN-də fizika iplərini öyrəndikdən sonra Suniti Karunatillake, 2001-ci ilin avqust ayında fizika şöbəsinə doktorant kimi yazıldı. Bununla birlikdə, uşaqlıq dövrünə Carl Sagan'ın sənədli filmləri və Arthur C. Clarke'nin romanları ilə aşılanan planetlərin çağırışı. , onu orada dayamaq üçün çox güclü idi. Suniti, Planet kəşfiyyatçısı olmaq üçün Steve Squyres ilə şagird oldu. Mars səthi geokimyası mövzusunda tezis layihəsi üçün daha çox Mars Odyssey Gamma Ray Spektrometrindən və Mars Kəşfiyyat Roverlərindən alınan məlumatlarla oynayır, lakin Marsın hekayəsini reallaşdırmaq üçün çox vaxt çoxsaylı uzaqdan zondlama və səth tapşırıqlarının sinerjisinə güvənir. İndi Stonybrook-da işləyir.


& Titan atmosferindəki qəribə & # 8217 molekul astronomlar üçün həqiqətən gözlənilməz bir şeydir.

GREENBELT, Md. & # 8212 İnsanlar ulduzlardan çox kənarda yaşamaq ehtimalı haqqında düşünəndə, ehtimal ki, bir planet haqqında düşünürlər. NASA tədqiqatçıları həyatın yalnız evə çox yaxın ola bilməyəcəyini, eyni zamanda bir ayda oturduğunu söyləyirlər. Astronomlar, Saturnun ən böyük ayı olan Titan atmosferində əvvəllər heç bir atmosferin içində kəşf olunmamış bir molekul tapdılar. Tapıntıları daha həyəcanlandıran NASA, bu molekulun uzaqdakı Ayda həyat üçün bir bina daşı ola biləcəyini söylədi.

Çilinin şimalındakı bir radio teleskop rəsədxanasından istifadə edərək tədqiqatçılar Titanın sıx buludlarında siklopropeniliden (C3H2) aşkar etdilər. NASA, tələffüz etməklə yanaşı, az sayda kimyaçının bu molekul haqqında eşitdiyini eşitdiyini söyləyir.

Karbon və hidrogendən ibarət olan C3H2, indiyə qədər yalnız ulduz sistemləri arasında üzən qaz buludlarında tapılmışdır. Tipik olaraq, siklopropeniliden təmasda olduğu digər molekullarla reaksiya göstərir. Bu səbəbdən kosmosdakı soyuq boşluq, molekulların Titan xaricində aşkar edildiyi yeganə yerlərdən biridir.

& # 8220Wiklopropenilidenə baxdığımı anladığımda ilk düşüncəm "Bu, həqiqətən gözlənilməz bir şey idi" dedi & # 8221, bir medianın yayımladığı NASA-nın Goddard Space Uçuş Mərkəzindən Conor Nixon.

Titanda həyat əlamətləri?

Titan, Saturn ətrafında fırlanan 62 aydan biri ola bilər, lakin astronomlar bu peykin çox bənzərsiz olduğunu söyləyirlər. Ayımız qısır olsa da, Titan Yerdən 4 qat daha sıx bir qalın bir atmosferə sahibdir. Buludları, yağışları, gölləri, çayları və duzlu yeraltı okeanı var.

Tədqiqatçılar, bu sadə karbon əsaslı molekulun kəşfinin, Ayın üzərində bir növ həyat sürmə ehtimalını artırdığını söyləyirlər. Tədqiqat, C3H2'nin orqanizmləri qidalandıran və ya meydana gətirən daha mürəkkəb birləşmələr üçün bir bina ola biləcəyini tapdı.

& # 8220Titan, günəş sistemimizdə bənzərsizdir, & # 8221 Nixon. & # 8220Bu yeni molekulların xəzinəsi olduğunu sübut etdi. & # 8221

Aşkarlanan siklopropeniliden, əsasən NASA-nın digər molekullarla qarşılıqlı əlaqəyə girməməsinə və başqa bir şeyə çevrilməsinə inandığı Titan üst atmosferindən gəlir. Ay & # 8217s atmosferinin əksəriyyəti eynən Yer kimi azotdan ibarətdir.

& # 8220Titanın yaşayışa uyğun olub olmadığını anlamağa çalışırıq & # 8221, NASA-nın Jet Propulsion Laboratoriyasında (JPL) baş tədqiqat alimi və Titan mütəxəssisi Rosaly Lopes deyir. & # 8220Beləliklə, atmosferdən hansı birləşmələrin səthə çıxdığını və sonra bu maddənin buz qabığından aşağıdakı okeana keçib-getmədiyini bilmək istəyirik, çünki okeanın yaşayış şərtlərinin olduğu yer olduğunu düşünürük. & # 8221

Molekülü bu qədər vacib edən nədir?

Tədqiqatçılar siklopropenilidenin Titan atmosferində kəşf edilmiş iki & # 8220siklik & # 8221 (qapalı halqa) molekullardan biridir. Bioloji reaksiyaların bir hissəsi olduğu bilinməsə də, qapalı halqalı molekullar DNT və RNT-nin onurğa sütununu təşkil etdikləri üçün həyati əhəmiyyətə malikdirlər.

& # 8220Bu, çox qəribə bir kiçik molekuldur, bu səbəbdən orta məktəb kimyasında və ya hətta lisenziya kimyasında öyrəndiyiniz kimi olmayacaq & # 8221, JPL planetar alimi Michael Malaska'yı izah edir. & # 8220Dünyada aşağı düşmək, qarşılaşacağın bir şey olmayacaq. Kəşf edə biləcəyiniz hər kiçik parça və hissə, orada gedən bütün şeylərin böyük bir bulmacasını birləşdirməyə kömək edə bilər. & # 8221


Titanın səthi

Cassini-Huygens missiyasından əvvəl Titanın səthi haqqında az şey bilinirdi. Ayın dumanı yaxın infraqırmızı işığa qismən şəffaf olduğu üçün bu xassədən istifadə edən əvvəllər aparılan teleskopik tədqiqatlar səthin vahid olmadığını göstərə bildi. 1994-cü ildə Hubble Kosmik Teleskopu tərəfindən infraqırmızı yaxın dalğa uzunluqlarında çəkilən şəkillər Titanın lider üzündə daha sonra Xanadu Regio adlanan parlaq bir qitə ölçülü bölgəni ortaya çıxardı. Bu bölgə Yerdən və dumanı keçə bilən radar dalğa uzunluğundakı Cassini kosmik gəmisindən də təsbit edildi.

Cassini kosmik gəmisi Saturnun ətrafında dövrə vurarkən, 2004-cü ilin sonlarında başlayan Titan yaxın flybys seriyası zamanı çoxsaylı müşahidələr apardı. 14 yanvar 2005-ci ildə Huygens giriş zondu xarici günəş sistemindəki planetar səthə enən ilk kosmik gəmi oldu. Titan atmosferinin müxtəlif fiziki və kimyəvi ölçmələrini həyata keçirmək və paraşütlə enərkən yüksək dəqiqlikli görüntüləri ötürmək. Cassini-Huygens missiyası, Titanın səthinin planetar standartlara görə olduqca gənc olduğunu, yalnız bir neçə böyük təsir kraterinin müşahidə olunduğunu ortaya qoydu. Səth üç əsas ərazi növündən ibarətdir: Xanadu Regio-ya bənzər parlaq, kobud bölgələr, su buzları ilə zəngin olan qaranlıq bölgələr və dünlər tarlaları ilə örtülmüş qaranlıq bölgələr. Səth əsasən su buzlarından, karbohidrogenlərdən və ehtimal ki metan və ammonyak buzlarından ibarətdir. Titan səthində, bəlkə də aktiv geoloji proseslər nəticəsində buzların sıxlaşmasına dair bir dəlil var. Cassini tərəfindən aktiv vulkanlar müşahidə olunmasa da, buz vulkanları ola biləcək relyef formaları aşkar edilmişdir.

Titanın səthi, Earth kimi, külək və yəqin ki, yağışla (maye metan şəklində) heykəllənir. Tünd karbohidrogen yataqları ilə örtülmüş “çay” kanalları yaygındır, bəzən çatlaqlar boyunca, bəzən geniş qol sistemləri ilə yayılır. Titan səthinin səth temperaturu və təzyiqi metanın üçqat nöqtəsinə yaxındır (bir maddənin maye, qatı və qaz kimi mövcud ola biləcəyi temperatur və təzyiq). Beləliklə, Titanın üzərindəki metanın rolu Yer üzündəki suya bənzəyir, yəni eroziya proseslərinin əsas agenti ola bilər.

Ekvatorial və mülayim Titan bölgələri üzvi birləşmələrlə zəngin küləklə vurulan qumdan əmələ gələn geniş dünlərə malikdir. Cassini kosmik gəmisi şimal qütb bölgəsində maye karbohidrogenlərlə dolu geniş bir göl sistemi tapdı. Cənub qütb bölgəsində sahili azalan Ontario Lacus adlı daha kiçik bir göl müşahidə edilmişdir. Göllərdə buz və ya qum deyil, maye ilə dolduğunu təsdiqləyən Günəşin əks olunması müşahidə edilmişdir.


Dəyişən kraterlər

Bu səth tədqiqatçılar Titanın səthindəki doqquz böyük krater haqqında Cassini məlumatlarını araşdırdıqda ortaya çıxan qəribə ayla əlaqəli digər son tapıntıların yeridir.

Əvvəlcə bu kraterlərin iki fərqli tada gəldiyini və coğrafi olaraq ayrı olduqlarını başa düşdülər. Titan ekvatoru ətrafında kraterlər dünlər içərisində idi və tərkibində yalnız üzvi maddə var, sonra qumla səpilir. O bölgənin şimalında və cənubunda düzənliklərdə kraterlər tapıldı və həm su buzunu, həm də üzvi maddələri metan yağışında yağdırdı, içərisinə atılan qumları götürdü.

"Nəticələrimizin ən həyəcan verici tərəfi, Titan'ın kraterlərdə gizlənmiş dinamik səthinin sübutlarını tapmamızdır. Bu da Titanın səth təkamülü ssenarisinin bu günə qədər olan ən mükəmməl hekayələrindən birini çıxartmağımıza imkan verdi" dedi Anezina Solomonidou Avropa Kosmik Agentliyi və yeni araşdırmanın aparıcı müəllifi bir NASA-dan şərh. "Analizlərimiz Titanın günümüzdə dinamik bir dünya olaraq qaldığına dair daha çox dəlil təqdim edir."

Tədqiqatçıların araşdırdığı yerlər arasında Selk adlanan yer də var idi. Orada elm adamları metan yağışı əlaməti olmayan üzvi maddələrlə örtülmüş bir krater tapdılar. Ancaq Selk Kraterində bunun üçün xüsusi bir şey var - Cırcırama onsuz da krateri ziyarət edib kəşfiyyatı planlaşdırılır ki, bu da Titanın səthində baş verənlərə alimlərə daha yaxşı baxış bəxş etməlidir.

Tədqiqat bir kağız 1 sentyabrda Astronomy & amp Astrophysics jurnalında dərc edilmişdir.


Titanın kəşfiyyatı

Voyager 1 1980-ci ildə Titanın yanından keçdi. Kameraları atmosferdən Titan səthinin aydın şəkillərini ala bilmədi. Hubble kosmik teleskopu 1994-cü ildə Titan səthində bir qitə tapan şəkillər çəkdi.

Titanın daxili quruluşu. & NASA şəkillərini kopyalayın

NASA 1997-ci ildə Cassini kosmik zondunu Saturna göndərdi. 2004-cü ildə gəldi. Avropa Kosmik Agentliyi Titanın səthinə düşən Huygens zondunu təmin etdi.


Titanın atmosferindəki üzvi molekullar maraqla əyilir

Üzvi molekul HNC-nin Saturnun Titan ayının üst atmosferində paylanmasının ALMA görüntüsü. Daha sıx və parlaq konsentrasiyalar Ayın şimal və cənub qütblərinə yaxın yerdə göstərilir. Dəyişən, oxdan kənar yerləri gözlənilməz idi və tədqiqatçıların Titanın mürəkkəb atmosfer proseslərini daha yaxşı anlamalarına kömək edə bilər. Kürə konturu Titanın müşahidələr zamanı istiqamətini əks etdirir. Kredit: NRAO / AUI / NSF M. Cordiner və s./ NASA

(Phys.org) - Saturnun Titan ayındakı atmosferi araşdırarkən, elm adamları, gözlənilmədən şimal və cənub qütblərindən uzaqlaşan üzvi molekulların maraqlı bölgələrini aşkar etdilər. Bu uyğunsuz xüsusiyyətlər, Titanın küləkli atmosferi haqqında ənənəvi düşüncəyə meydan oxuyur və bu da oxdan kənar konsentrasiyaları tez bir zamanda silməlidir.

"Bu gözlənilməz və potensial təməlqoyma bir kəşfdir" dedi NASA-nın Greenbelt, Merilenddəki Goddard Space Uçuş Mərkəzində çalışan bir astrokimyaçı və bu gün onlayn yayımlanan bir araşdırmanın aparıcı müəllifi Martin Kordiner. Astrofizik Jurnal Məktubları. "Bu cür şərqdən qərbə dəyişikliklər əvvəllər Titanın atmosfer qazlarında görülməmişdir. Mənşəyini izah etmək bizə maraqlı və yeni bir problem təqdim edir."

Atacama Böyük Millimetr / submillimetr Array (ALMA) ilə olduqca qısa bir üç dəqiqəlik "anlıq" müşahidəsi əsnasında edilən bu kəşf, astronomların bu dünyanın mürəkkəb kimyasını formalaşdıran prosesləri daha yaxşı anlamalarına kömək edə bilər.

Titanın atmosferi uzun müddətdir maraqlanır, çünki kimyəvi maddələr fabriki kimi fəaliyyət göstərir, Günəşdən və Saturnun maqnit sahəsindən alınan enerjini istifadə edərək çox sayda üzvi molekul istehsal edir. Bu mürəkkəb kimyonu öyrənmək, indiki Titanla bir çox kimyəvi xüsusiyyətləri paylaşmış ola bilən, Yer kürəsinin erkən atmosferinin xüsusiyyətləri haqqında anlayışlar təmin edə bilər.

Üzvi molekul HC3N-in Saturnun Titan ayının üst atmosferində paylanmasının ALMA görüntüsü. Daha sıx və parlaq konsentrasiyalar Ayın şimal və cənub qütblərinin yaxınlığında göstərilir. Dəyişən, oxdan kənar yerləri gözlənilməz idi və tədqiqatçıların Titanın mürəkkəb atmosfer proseslərini daha yaxşı anlamalarına kömək edə bilər. Kürə konturu Titanın müşahidələr zamanı istiqamətini əks etdirir. Kredit: NRAO / AUI / NSF M. Cordiner və s./ NASA

Tədqiqatçılar, əvvəlcə Titanın şimal və cənub qütbləri üzərində bərabər şəkildə cəmləşdiyi görünən hidrogen izosiyanid (HNC) və siyanoasetilenin (HC3N) atmosfer dağılımlarını izləmək üçün ALMA-nın həddindən artıq həssaslığını və həllini istifadə etdilər. Bu tapıntılar, NASA-nın Cassini kosmik gəmisinin, Titanda qış yaşadığı hansı dirəyə görə bəzi qazların yüksək konsentrasiyasını tapdığı müşahidələrə uyğun gəldi.

Sürpriz, tədqiqatçılar atmosferdəki müxtəlif səviyyələrdə qaz konsentrasiyalarını müqayisə etdikdə gəldi. Ən yüksək hündürlüklərdə üzvi molekulların cibləri dirəklərdən uzaqlaşdı. Bu qütbdən kənar konsentrasiyalar gözlənilməzdir, çünki Titanın orta atmosferindəki sürətli hərəkət edən, şərq-qərb küləkləri orada əmələ gələn molekulları hərtərəfli qarışdırmalıdır.

Tədqiqatçıların hələ bu tapıntılar üçün açıq bir izahı yoxdur.

"Kimyəvi mexanizmlərin müşahidə olunan molekullarda inkişaf etmiş" ciblərə "səbəb ola biləcək qədər sürətli zaman ölçüsü üzərində işləyə biləcəyi inanılmaz görünür" dedi Goddard-dan bir planetar alim və qəzetin müəllifi Conor Nixon. "Moleküllərin Titanın küləkləri ilə dünyanın hər tərəfinə sürətlə qarışacağını gözləyərdik."

Üzvi molekul HC3N-in Saturnun Titan ayı atmosferində aralıqdan aşağıya doğru yüksəkliklərdə paylanmasının ALMA görüntüsü. Daha sıx, daha parlaq konsentrasiyalar daha yüksək yerlərdə HC3N üçün müşahidə olunduğundan daha çox qütblərə bərabər yönəldilmişdir. Kürə konturu Titanın müşahidələr zamanı istiqamətini əks etdirir. Kredit: NRAO / AUI / NSF M. Cordiner (NASA) et al.

Hal-hazırda, alimlər bu əyri molekulyar konsentrasiyanın potensial mənbələri olaraq, Titanı bürüyəcək qədər uzanan Saturnun güclü maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı əlaqəli istilik və ya digər təsirləri düşünürlər. "Alternativ olaraq, bir növ özünəməxsus atmosfer sirkulyasiya modelini istisna edə biləcəyimizi düşünmürəm" deyə Cordiner düşünür.

Bu, ALMA-nın Günəş Sistemimizdəki böyük bir cismin atmosfer araşdırmalarına ilk hücumunu göstərir. Əlavə müşahidələrin Günəş Sistemimizdəki Titan və digər cisimlərdəki atmosfer və davam edən proseslər haqqında anlayışımızı yaxşılaşdıracağı gözlənilir.

Titan, müəyyən mənada, qalın atmosferi və görkəmli gölləri, çayları və dənizləri olan Günəş Sistemindəki ən Dünyaya bənzər bədəndir. Ancaq suyun yerinə Titanın soyuq səthi metan (CH4) və etan (C2H6) daxil olmaqla maye üzvi molekullarla axır.

"Bu ALMA müşahidələri, həyatın təməl daşları olan üzvi molekulların bir planetə bənzər bir mühitdə necə meydana gəldiyini və inkişaf etdiyinə dair yeni fikirlər verir" dedi, Charlottesville, Va .'daki Milli Radio Astronomiya Rəsədxanasının astronomu Anthony Remijan və həmmüəllif. kağız üzərində. "Günəş Sistemimizdəki digər maraqlı obyektlərə daha dərindən baxdığımız zaman ALMA-nın yeni kəşflərinin mümkün olacağını təsəvvür etmək həyəcan verici."


Titan öz atmosferini bişirirmi? Gizli Qazların Mənşəyi Açıqlandı

Saturnun ən böyük ayı olan Titan, Günəş sistemində qalın bir atmosferə sahib olduğu bilinən tək peykdir. İlk dəfə 1980-ci ildə Voyager 1 kosmik gəmisi tərəfindən ətraflı öyrənilən Titan atmosferinin mənşəyi on illərdir astronomları çaşqınlığa salıb. Lakin, yeni araşdırmalar bu cazibədar sirrə bir az aydınlıq gətirə bilər.

Cənub-Qərb Tədqiqat İnstitutundan (SWRI) edilən son bir araşdırma, Titanın şərtlərinin dünyanın içərisində olan üzvi maddələri bişirə biləcəyini və yer üzündə olduğundan daha sıx bir atmosferin meydana çıxdığını düşünür. Öz atmosferimiz kimi, Titanı əhatə edən qazlar da əsasən azotdur.

“Titan çox maraqlı bir aydır, çünki bu çox qalın bir atmosferə sahibdir və bu da onu Günəş sistemindəki aylar arasında unikal edir. Həm də Günəş sistemində Yer üzündən xaricində səthində çox miqdarda maye olan yeganə bədəndir. Titanda isə su əvəzinə maye karbohidrogen var. Bir çox üzvi kimya, şübhəsiz ki, Titan üzərində baş verir, buna görə də inkaredilməz bir maraq mənbəyidir ”dedi SWRI-nin Kosmik Elmlər və Mühəndislik Bölməsinin tədqiqatşünası Kelly Miller.

Əvvəlki bir nəzəriyyə, kometaların Titanın səthinə ammonyak (azot və hidrogendən ibarət olduğunu) irəli sürdü. Orada kimyəvi proseslər azot sərbəst buraxaraq ammonyak parçalayacaq. Ancaq bu nəzəriyyə, kometalarda indi ortaq olduğunu bildiyimiz kompleks üzvi maddələrin təsirlərini laqeyd yanaşır. Rosetta kosmik gəmisi tərəfindən 67P / Churyumov-Gerasimenko kometasının araşdırılması nəticəsində həmin cəsədin kütləsinin yüzdə 25-i üzvi maddələrdir.

Titan atmosferinin başqa bir qəribə xüsusiyyəti də onun təxminən yüzdə beşinin metan olmasıdır. Bu qaz sürətlə digər qazlarla reaksiya verəcək və üzvi material olaraq yerə düşəcəkdir. Beləliklə, Titan atmosferindəki metanın necə doldurulduğu sualına səbəb olur.

SwRI-dən alınan bu yeni araşdırma, kometaların və digər kiçik cəsədlərin Titanın isti hissəsinə çox miqdarda üzvi maddə çatdırdığını ehtimal edir. Orada fiziki şərtlər yavaş-yavaş materialı bişirir, atmosferə metan və azot buraxır.

Üzvi materiallar mütləq həyatda inkişaf etmir - bu termin yalnız karbonla zəngin kompleks molekullara aiddir. Ancaq Titandakı varlıqları dünyanı yer üzündən kənar həyatı axtarmaq üçün Günəş Sistemindəki ən perspektivli yerlərdən birinə çevirir. NASA da daxil olmaqla, kosmik agentliklər, bu nəhəng ayı araşdırmaq üçün planlar hazırlayır, pilotsuz təyyarələr, planerlər və sualtı qayıqlardan istifadə edir.

"Titan atmosferində vinil siyanür də daxil olmaqla bir sıra daha mürəkkəb üzvi molekullar var ... Titan səthində olduğu kimi, düzgün şərtlərdə, vinil siyanid təbii olaraq hüceyrə membranlarına bənzəyən mikroskopik kürələrə birləşə bilər" deyə Milli Radio Astronomiya Rəsədxanası açıqladı. 2017-ci ilin iyul ayında.

Titan, Marsın təxminən dörddə üçünün ölçüsüdür və Günəş Sistemindəki ikinci ən böyük peyk halına gəlir. Yupiterin ətrafında fırlanan yalnız Ganymede daha böyükdür. 1997-ci ildə NASA, 2004-cü ilin iyununda ringli planetə çatan Saturna Cassini-Huygens missiyasını başlatdı. 14 yanvar 2005-ci ildə Huygens zondu Titan atmosferindən bu günə qədər enən ilk kosmik gəmi oldu.

Titan atmosferindəki materialların jeotermal və kimyəvi xüsusiyyətlərinin təhlili The Astrophysical Journal-da dərc edilmişdir.


Mars və Titan: İki fərqli potensial yaşayış sahəsi

Mars & # 8217s Hale Crater, NASA & # 8217s Mars Reconnaissance Orbiter tərəfindən çəkilən şəkillərdən yaradılan Mars yamaclarında qaranlıq xüsusiyyətlərə işlənmiş, saxta rəngli bir görünüş. Şəkil Krediti: NASA / JPL-Caltech / Univ. Arizona

Mars və Saturn & # 8217s ayı Titan yaşayış üçün əlverişli günəş sistemi dünyalarını axtarır, lakin maye varlığı, temperatur dəyişikliyi və üzvi birləşmələrin mövcudluğu baxımından bir-birlərindən çox fərqlidirlər, planetar alim Vincent Chevrier nin Arkansas Universiteti 12 Martda qeyd edildi onlayn seminar.

Başlıqlı & # 8220Günəş sistemində yaşayış şərtlərini axtarın, & # 8221 seminarda, NASA-nın yaşayış sahəsinə dair araşdırmalarının əsasını təşkil edən iki dünyaya dərin bir baxış nümayiş olundu.

2000-ci illərin əvvəllərində, NASA & # 8217s keçmişi və / və ya bu günə qədər mövcudluğu axtarmaq baxımından şüarı "suyun ardınca & # 8221;" Chevrier izah etdi. Keçmiş duzlu su və ya duzlu su əlamətləri göstərən müəyyən bölgələri müəyyənləşdirən Mars xəritələri yaradıldı və ərazilərin enənlərə və gəzənlərə sürüşməyə səbəb ola biləcək mikroblarla çirklənməməsinə diqqət yetirildi.

Daha yaxınlarda, başqa aləmlərdə yaşayış qabiliyyətinin axtarılması dəyişdi, yeni diqqət mayelərin əmələ gəlməsi və sabitliyinə, enerji mənbələrinin mövcudluğuna və üzvi maddələrin mövcudluğuna yönəldildi.

Arkansas Universitetinin professoru Vincent Chevrier. Şəkil krediti: Russell Cothren / Arkansas Universiteti

Əsl axan su heç Marsda görülməyib. Bunun əvəzinə, elm adamları keçmiş varlığının ipuçlarını linees kimi axın xüsusiyyətləri şəklində axtarırlar.

Müxtəlif missiyalar tərəfindən toplanan məlumatlar yeraltı duzlu suların yalnız Mars və ekvator bölgələrində mövcud ola biləcəyini, yerüstü duzlu suların isə daha yüksək enliklərdə mövcud ola biləcəyini göstərmişdir.

Hər iki yerdə duzlu suların sabitliyi sual altındadır. Ekvatorial bölgə digər bölgələrə nisbətən daha çox günəş işığı aldığından, sığ dərinliklərdə yeraltı duzlu su buxarlana bilər. Marsın aşağı səth təzyiqi əriyən suyun dərhal qaynamasına səbəb olur.

& # 8220Faqat ən aşağı aktivlik duzlu su səthində termodinamik cəhətdən sabitdir & # 8221 Chevrier dedi. Termodinamik stabillik maye suyun qaynamayacağı, donmayacağı və əriməyəcəyi deməkdir.

Yerüstü duzlu suyun uzun müddət sabit qala bilməməsinin bir başqa səbəbi də Mars & # 8217s temperaturunun gündüzdən gecəyə qədər dəyişkən olmasıdır.

Duzlu duzların əmələ gəlməsi Martian regolitinin təbiətindən və konsentrasiyasından asılıdır. NASA & # 8217s Feniks Qırmızı Planetin şimal qütb bölgəsini araşdıran lander, eniş yerində kompleks bir duz qarışığı təyin etdi. Ancaq duz qarışıqlarının əhəmiyyətli miqdarda duzlu su istehsal etməsi üçün duzların bir-birindən ayrılması lazımdır.

& # 8220Bizim Marsın səthində mayelərin əmələ gələ biləcəyi bir neçə göstərişimiz var, amma həyat üçün heç vaxt uyğun deyil. Bu gün Marsla bağlı böyük bir məsələdir. & # 8221

Marsdan fərqli olaraq, Titanın çox miqdarda maye olduğu bilinir, əksəriyyəti etan və metandır. Titanda Marsda tapılan gündüzdən gecəyə və mövsümi istilik dəyişikliyi yoxdur. Marsın səthinin ortalama temperaturu Kelvin 220 dərəcə olduğu halda, Titan'ın səthinin ortalama istiliyi 90 dərəcə Kelvindir.

NASA & # 8217s Dragonfly rotorcraft-Landand Titan səthini araşdırdığını göstərən kompüter tərəfindən hazırlanan illüstrasiya. Şəkil krediti: NASA / JHU-APL

Titan da Earth kimi bir hidroloji dövrana malikdir, lakin su əvəzinə etan və metanla. Hələ dövrün işləmə qaydası, iştirak edən mayelərin xüsusiyyətləri və içərisində kimyəvi reaksiyaların baş verə biləcəyi barədə az şey başa düşülür.

& # 8220 Hansı kimya növünü gözləyəcəyimiz barədə heç bir fikrimiz yoxdur və Titan məsafəsi və qaranlıq dumanlı atmosfer səbəbiylə hansı bir kimyanın meydana gəldiyini aşkar edə biləcəyimiz məlum deyil.

Chevrier, Marsdan fərqli olaraq, böyük ayın kompleks üzvi maddələrlə zəngin olduğunu vurğuladı.

NASA & # 8217s Cassini 13 ildir Saturn sistemini tədqiq edən orbiter, Titan'da fırtına və yağış, buxarlanma və atmosfer aerozolları ilə birlikdə maye metan, etan azot və az miqdarda digər birləşmələr aşkar etdi.

Günəşin ultrabənövşəyi şüaları ilə səthi metan və etan arasındakı qarşılıqlı təsir titanlara, Titan atmosferinə narıncı rəng verən kompleks üzvi birləşmələr əmələ gətirir. Prebiyotik kimya, bu tholinlər su ilə qarışdırılaraq amin turşuları istehsal edildikdə meydana gəlir.

Çox aşağı temperaturda əmələ gələn və yalnız Kelvin 150 dərəcədən aşağı temperaturda sabit olan ko-kristallar və ya molekulyar qatılar, Titan & # 8217s mühitini təzyiq və istilik baxımından simulyasiya edən laboratoriya təcrübələrində istehsal edilmişdir. Bunlar, bəzi kimyəvi reaksiyaların Titan səthində mümkün ola biləcəyini və ancaq tamamilə yeni bir kimya olacağını söylədi & # 8221.

Başqa bir neçə günəş sistemi dünyasında yeraltı okeanları var və bu səbəbdən də yaşayış üçün namizədlərdir. Bunlara cırtdan planet Ceres, Jupiter & # 8217s moon Europa ve Saturn & # 8217s moon Enceladus diqqət çəkdi.

NASA & # 8217s Əzm Bu yaxınlarda Marsa düşən rover və onun Cırcırama Chevrier, 2027-ci ildə başlaması planlaşdırılan və biotikdən əvvəl kimya axtarışında Titan üzərində nəzarətli uçuşlar həyata keçirəcək olan missiyanın, hər iki dünyanın da uyğunlaşması ilə əlaqədar yeni məlumat verəcəyini vurğuladı.

Laurel Kornfeld

Laurel Kornfeld, astronomiya və planetar elm haqqında yazmaqdan zövq alan, NJ Highland Park-dan həvəskar astronom və sərbəst yazıçıdır. Rutgers Universitetinin Douglass Kollecində jurnalistika təhsili aldı və Swinburne Universitetinin Astronomiya Online proqramından Məzun Elm Sertifikatı qazandı. Yazıları The Atlantic, Astronomy jurnalının qonaq bloqu bölməsində, İngiltərə Kosmik Konfransında, 2009 IAU Baş Assambleyası qəzetində, The Space Reporter-də və müxtəlif astronomiya klublarının bülletenlərində onlayn olaraq nəşr edilmişdir. Cranford, NJ-də yerləşən Amatör Astronomlar, Inc-in üzvüdür, xüsusilə xarici günəş sistemi ilə maraqlanan Laurel, MD-də Laureldəki Johns Hopkins Universiteti Tətbiqi Fizika Laboratoriyasında təşkil edilən 2008 Böyük Planet Debatında qısa bir təqdimat etdi.


NASA Saturnun Ay Titanına İnqilabi Bir Misir Üçün Dragonfly Göndərir - Budur Niyə

Dragonfly, NASA & # 8217s New Frontiers Program-ın bir hissəsi olan bir rotorcraft lander missiyasıdır; Titan & # 8217s mühitindən faydalanaraq materialları nümunə götürmək və müxtəlif geoloji şəraitdə səth tərkibini təyin etmək üçün hazırlanmışdır. Bu inqilabi missiya konsepsiyasına Titan & # 8217s ətraf mühitinin uyğunlaşmasını xarakterizə etmək üçün müxtəlif yerləri araşdırma, prebiyotik kimya nə qədər irəlilədiyini araşdırmaq və hətta su əsaslı və / və ya karbohidrogen əsaslı həyatı göstərə biləcək kimyəvi imzaları axtarmaq imkanı daxildir. . Kredit: Johns Hopkins APL

Metan dənizləri və narıncı dumanı olan Titan, müəyyən mənada tapdığımız Dünya ilə ən oxşar dünyadır. Yalnız kosmik hökmdarı Saturna cazibə qüvvəsi ilə bağlanan bir ay olmasına baxmayaraq, Titan buludlar, yağış, göllər və çaylar və hətta yeraltı duzlu su okeanı da daxil olmaqla bir planetin bütün tələlərinə sahibdir.

Hollandiyalı astronom Christiaan Huygens 1655-ci ildə Titanı sadəcə "Luna Saturni" və ya Saturnun ayı adlandıraraq kəşf etdi. Daha sonra Titans adlı bir qrup mifoloji Yunan tanrısının adını aldı.

Titanın Cassini kosmik gəmisindən bu üç görünüşü eyni yerin fərqli dalğa boylarında fərqli görünə biləcəyini göstərir. Kredit: NASA / JPL / Space Science Institute

Bu ən böyük Saturn peyklərinin əsl təbiəti NASA-nın Cassini kosmik gəmisi 13 il ərzində Saturn sistemini araşdırmağa sərf edərək Titan-ın 127 yaxın uçuşunu həyata keçirənə qədər anlaşılmaz idi. Cassini, 2005-ci ildə Avropa Kosmik Agentliyinin Huygens adlı bir kosmik gəmisini Titanın atmosferindən atdı və nəhayət bu möhtəşəm aydakı pərdəni qaldırdı.

İndi NASA, pilotsuz təyyarəyə bənzər kosmos vasitəsi Dragonfly-ni tədqiqatın ən vacib hədəflərindən birinə çevrilmiş bir dünyaya daha da qazmaq üçün göndərməyə hazırlaşır. Titanın bu qədər cazibədar olmasının beş səbəbi:


Dragonfly, Saturn & # 8217s-in ən böyük ayı olan Titanın kimyasını və yaşayış qabiliyyətini araşdırmaq üçün NASA-nın bir missiyasıdır. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

1) It’s the only moon in our solar system with a thick atmosphere

An atmosphere is an envelope of gas molecules that swaddles a celestial body. Here on Earth, our atmosphere protects us from the Sun’s radiation it also helps maintain and circulate heat and distribute gases that nourish life.

Moons have atmospheres too, but in all but one case they’re so thin they’re barely there. Among the solar system’s many moons, Titan’s atmosphere is … well, a titan. So thick and opaque is the moon’s atmosphere — four times denser than Earth’s — it obscured Titan’s true size for centuries. Indeed, Titan was considered the largest moon until Ganymede, about a third of Earth’s size and only 2% larger than Titan, snatched that record.

In 1944, Dutch-American astronomer Gerard Kuiper used a powerful new telescope to discover that Titan was wrapped in gas. But it wasn’t until Cassini dispatched the Huygens probe through Titan’s atmosphere that scientists finally saw in detail the surface of a world that had been shrouded in mystery for 350 years.

Titan’s dense atmosphere offers a key benefit to scientific exploration, especially combined with its low gravity (1/7th of Earth’s) and frigid temperatures (-290 Fahrenheit, -179 Celsius, 94 Kelvin). These three features will help Dragonfly stay easily aloft above Titan’s surface and to fly faster and farther with little energy. In fact, Dragonfly is expected to fly more than 100 miles (160 kilometers) over a nearly three-year mission — that’s almost double the distance traveled by all the Mars rovers combined.

Individual layers of haze can be seen in this 2005 Cassini image of the upper atmosphere of Titan. Credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

2) Its atmosphere is more similar to Earth’s than any other

Titan’s atmosphere is made mostly of nitrogen (about 95%), like Earth’s (78%). It also contains about 5% methane, plus a hint of other carbon-rich compounds.

A notable difference between the two worlds is oxygen, which is absent on Titan, but makes up 21% of Earth’s air. But this wasn’t always so. When microbes ruled this planet 3.8 to 2.5 billion years ago, there was no oxygen here instead, the air was filled with methane that was produced by these simple microorganisms that quietly flourished in the oceans. Some scientists suspect that at times the methane helped form an opaque orange haze around Earth just like it does on Titan. In fact, this shroud may have helped nurture life on our planet by keeping Earth temperate and by screening out much of the harmful ultraviolet radiation from the Sun that can break down DNA. It also may have provided nutrients if microorganisms could metabolize the organic particles that fell out of the air.

Could Titan look a lot like Earth did billions of years ago? Scientists think so. They’re eager to learn through Dragonfly whether the chemistry that transpires in Titan’s atmosphere is similar to the chemical processes that shaped Earth’s air.

3) There’s intriguing chemistry happening there

It takes only two ingredients in the atmosphere — methane and nitrogen — to unleash a complex web of organic chemistry that makes Titan unique and interesting to scientists. After radiation from the Sun splits each of these molecules apart, their component atoms of carbon, hydrogen and nitrogen can recombine to form a variety of complex organic compounds that settle on the surface. Called “organic” because they contain carbon, these types of molecules are the building blocks of life on Earth. Thus, scientists are eager to see which compounds are on Titan and whether they are similar to the ones that could have seeded life on Earth.

Whether microbial life exists on Titan is an intriguing question for scientists. On the one hand, there’s an important ingredient conspicuously missing from the moon’s surface: liquid water. On Earth, liquid water is critical to life, given that it lubricates molecular processes and distributes nutrients, among other attributes.

On the other hand, scientists haven’t ruled out that Titan’s liquid methane environment might lend itself to exotic life forms. After all, scientists know that microorganisms on Earth can live in the most extreme environments imaginable, including in areas with well below freezing temperatures, high radiation, and little to no water. Could similar creatures survive the hardships of Titan?

Artist’s concept of Dragonfly on Titan. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

4) It’s a real-time science experiment that can’t be reproduced in a lab

Scientists are still working to understand how life started on Earth when the planet was about a billion years old. Many have sought to learn more by recreating Earth’s primordial conditions in their labs. Time and again, they try to spark the chemical reactions that turned the molecular soup of young Earth into a sea of living creatures. But life’s drawn-out timescale is too long for lab experiments.

That’s where Titan comes in. Many scientists believe that the moon could be a virtual laboratory for prebiotic chemistry that’s been ongoing for ages. When Dragonfly arrives on Titan in 2034, it will pick up the results of these experiments at several locations on the moon’s surface with a variety of geologic histories. The spacecraft will end its mission at the Selk impact crater, where plentiful organic compounds could’ve mixed with past liquid water for extended periods of time to create conditions that, at least on Earth, could have supported life.

This image of Titan’s surface was returned on January 14, 2005, by ESA’s Huygens probe after its successful descent to land on Titan. Credit: ESA/NASA/JPL/University of Arizona

5) It reminds us of Earth, but with some curious twists

Titan’s terrain, and even its landscape, looks eerily similar to Earth’s. On closer inspection, though, every familiar feature has an exotic trait.

Dragonfly’s landing site in the equatorial region called Shangri-La, for instance, features dunes that could easily be confused with those of Namibia, a country in southern Africa. These mountains of sand in Namibia rise up to 1,000 feet (300 meters). On Titan, the tallest dunes found appear to be upwards of 300 to nearly 600 feet (100 to 175 meters). But, instead of sand, the dunes are made of dark hydrocarbon grains, or bits of frozen methane and ethane that might resemble fine coffee grounds.

There are other spectacular similarities: Like Earth, Titan is carved by flowing rivers and lakes, and seas named after mythical sea creatures. But these bodies of liquid, some as big as North America’s Great Lakes, are made of methane instead of water. As the gas flows across the surface, wearing away rocks along its path, it produces hills and valleys that are reminiscent of those in White Canyon, Utah and Guangxi, China.

The rocks strewn about Titan’s surface look familiar, too. Yet they’re made of water ice that stays frozen solid in the moon’s unfathomably cold weather. Scientists also suspect that Titan may have had active volcanoes, but that they spewed liquid water “lava” instead of molten rock. From Titan’s surface, one might feel at home at the sight of clouds in the sky above. Yet, instead of water, they sometimes drench Titan’s surface with methane rain.


Videoya baxın: JÜPİTERe YOLCULUK! (Avqust 2022).