Група японських учених з Університету Токіо, Університету Осаки і Технологічного інституту Тіби експериментально показала, що налетавшие астероїди і комети могли ініціювати утворення атмосфери Титана.

Унікальна азотна атмосфера найбільшого супутника Сатурна привертає підвищену увагу планетологів, але головне питання – загадка її походження – поки залишається відкритим. Тут немає нічого дивного: найважливіші досвідчені дані про газову оболонці, які необхідно враховувати при розгляді цього питання, були отримані лише близько шести років тому в ході місії "Кассіні – Гюйгенс». Спускається зонд «Гюйгенс», наприклад, оцінив концентрацію аргону-36 в атмосфері, що опинилася зовсім невеликий (36Ar/N2 ≈ 2,8 • 10-7). Звідси випливало, що нинішній азотний покрив супутника з'явився пізніше самого Титану; якби атмосфера і місяць утворилися приблизно в один час, вміст аргону не було б таким низьким.

«Гюйгенс» опускається на поверхню Титана (ілюстрація НАСА / JPL / ESA).

Після обробки результатів спостережень «Гюйгенса» найбільш популярними стали гіпотези про формування азотної оболонки на основі аміаку. Було запропоновано кілька різних механізмів перетворення NH3 в N2 (скажімо, фотоліз), але всі вони мали один істотний недолік – вимагали щодо високої температури на Титані на початку його еволюції. Гравітаційні дані з «Кассіні» суперечать цьому припущенню.

Автори спробували зібрати свідчення на користь іншої гіпотези, що зв'язує перетворення NH3 з так званої пізньої важкої бомбардуванням. У цей період, близько чотирьох мільярдів років тому, утворилося безліч кратерів на Місяці та інших великих тілах Сонячної системи, до числа яких належать і «крижані» супутники начебто Титану.

У обраної гіпотези, зрозуміло, є свої вади, і одним з найбільш серйозних вважається її слабка експериментальна база, відсутність надійних оцінок ефективності перетворення аміаку в N2. Щоб виправити ситуацію, японці провели серію оригінальних дослідів, в яких прискорені за допомогою потужного лазера золоті, платинові та мідні «снаряди» спрямовувалися на мішень, виконану з льоду NH3-H2О. Оскільки мішень створювалася за методикою ізотопної маркування (використовувався ізотоп 15N), газ, що утворився в результаті удару, було легко відокремити від усього іншого.

Як з'ясувалося, ефективність конверсії аміаку на молекулярний азот слабо залежить від концентрації NH3 у речовині мішені і лінійно збільшується із зростанням тиску в ударній хвилі. Зібрані дані були включені в теоретичну модель, яка показала, що склад сучасної атмосТера Титану можна відтворити, зробивши цілком розумні припущення про кількість налетавшие комет і астероїдів і силі їх впливу на поверхню.

Атмосфера Титана (ілюстрація НАСА / JPL / Space Science Institute).

За матеріалами: ScienceNOW

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?