מחקר חדש מצביע על כך שחנקן ומתאן מחלחלים מהליבה הסלעית של טיטאן אל פני השטח, מה שמסייע לשמירה על האטמוספירה הצפופה שלו. הממצאים עשויים לשפוך אור על הכימיה הפנימית של הירח הגדול ביותר של שבתאי ועל אפשרות קיום חיים
להבין את האטמוספירה של טיטאן
המרכז הדרום-מערבי למחקר (SwRI) חבר למכון קרנגי למדע כדי לבצע ניסויים במעבדה שיחשפו כיצד הירח טיטאן של שבתאי שומר על האטמוספירה הייחודית שלו, העשירה בחנקן.
טיטאן הוא הירח השני בגודלו במערכת השמש והיחיד בעל אטמוספירה משמעותית.
"על אף שקוטרו הוא רק 40% מזה של כדור הארץ, האטמוספירה של טיטאן צפופה פי 1.5 מזו של כדור הארץ, למרות כוח משיכה נמוך יותר," הסבירה ד"ר קלי מילר מ-SwRI, המחברת הראשית של מאמר על ממצאים אלה, שפורסם בכתב העת Geochimica et Cosmochimica Acta. "הליכה על פני טיטאן תרגיש קצת כמו צלילה עם ציוד."
מאז גילויו בשנת 1944, מדענים תוהים לגביה המקור, הגיל וההתפתחות של האטמוספירה של טיטאן, שהרכבה בערך 95% חנקן ו-5% מתאן.
כדי להבין את האטמוספירה הצפופה והמתמדת של הירח הגדול ביותר של שבתאי, SwRI והמעבדה של מכון קרנגי למדע יצרו תנאים המדמים את התנאים שבליבה הסלעית של טיטאן. בניסויים האלה חיממו ודחסו מבחנות עם חומרים אורגניים, והופקו חנקן ומתאן – גזים שחיוניים לשמירה על האטמוספירה של טיטאן.
קרדיט: Southwest Research Institute
תפקידו הקריטי של המתאן
"נוכחותו של המתאן קריטית לקיומה של האטמוספירה של טיטאן," אומרת מילר. "המתאן מסולק בתגובות הנגרמות על ידי אור השמש וייעלם בתוך כ-30 מיליון שנה, שלאחריהן האטמוספירה תקפא על פני הקרקע. מדענים סבורים שחייב להיות מקור פנימי שמחדש את מלאי המתאן, כי אחרת אורך החיים הגאולוגי של האטמוספירה קצר."
מילר הייתה גם המחברת הראשית של מאמר משנת 2019 שפורסם ב-Astrophysical Journal שבו הוצע מודל תאורטי המתאר כיצד האטמוספירה עשויה הייתה להתפתח ולהתחדש לאורך השנים. לפי תיאוריית המאמר, כמויות גדולות של חומרים אורגניים מורכבים מאוד מתחממות בתוך הפנים הסלעי של טיטאן, ומשחררות חנקן וכן גזים פחמניים כמו מתאן. הגז מחלחל החוצה בפני הקרקע, שם הוא יוצר אטמוספירה צפופה סביבו. תיאוריה זו נתמכת על ידי ניסויים עדכניים שבהם חיממו חומרים אורגניים לטמפרטורות של 250 עד 500 מעלות צלזיוס בלחצים של עד 10 קילובר, כדי לדמות את התנאים בתוך טיטאן. הניסויים הפיקו גזים פחמניים כמו פחמן דו-חמצני ומתאן בכמויות מספיקות כדי לסייע בהזנת מאגר האטמוספירה של טיטאן.
הוכחות תומכות מניסויים
המאמר מבוסס ברובו על נתונים ממשימת החללית קאסיני-הויגנס, ששוגרה ב-1997 וחקרה את מערכת שבתאי מ-2004 עד 2017. נאס"א מתכננת לשגר את המשימה הבאה שלה למערכת שבתאי, עם חללית המכונה דרגונפליי. היא תכלול קוואדקופטר שתוכנן לסרוק את טיטאן מקרוב ולחקור אם סביבות בטיטאן יכלו אי פעם לסייע לקיום חיים. הפעילות הבאה של מילר היא עם צוות חוקרי גלובלי שיחקור את יכולת קיום החיים של האוקיינוס הנוזלי התת-קרקעי.
Titan’s Dense Atmosphere
עוד בנושא באתר הידען:
