Ғалымдар Жердегі кішкентай шыны цилиндрлердегі Сатурнның ең үлкен серігі Титанда бар бірегей химиялық жағдайларды қайта жасады және эксперимент Айдың минералдық құрамының бұрын белгісіз ерекшеліктерін анықтады.
Титан - Юпитерге жататын Ганимедтен кейінгі күн жүйесіндегі екінші үлкен жер серігі, оның атмосферасы негізінен метан қоспасы бар азоттан тұратын тығыз. Бұл сарғыш тұман шамамен -180°C температураны сақтайды. Атмосфераның астында Титанның мұзды қыртысын, әсіресе полюстерге жақын орналасқан сұйық метан мен этаннан тұратын көлдер, теңіздер және өзендер орналасқан. Жердегі сұйық су сияқты, бұл табиғи газдар буланып, бұлт түзетін циклге қатысады, содан кейін Айдың бетіне жаңбыр жауады.
Титанның тығыз атмосферасы, сұйық беті және маусымдық ауа-райы циклдары бұл суық айды аздап Жерге ұқсатады және біздің планетамыз сияқты оның құрамында көміртегі, сутегі және оттегі бар органикалық молекулалар бар. Титанда пайда болатын осы органикалық химияның арқасында ғалымдар ай планетада тіршілік пайда болғанға дейін Жерде болған химиялық реакцияларды зерттейтін ауқымды зертхана бола алады деп санайды.
Бірақ бір ғана ғарыш кемесі Кассини Сатурн мен оның серіктерін егжей-тегжейлі бақылап, Титаннан табылған оғаш химиялық құрамды жер бетінде зерттеуді қиындатады. Сондықтан жақында бір топ ғалымдар Титанды пробиркаға модельдеу туралы шешім қабылдады.
Алдымен топ сұйық суды кішкене шыны цилиндрлерге салып, температураны титаниктегідей жағдайға түсірді. Су Титанның мұзды қабығына ұқсап, қатып қалды. Содан кейін команда түтікке этан қосты, ол Титанның бетіндегі көлдер сияқты сұйық болды. Ақырында, олар Титанның атмосферасын жасау үшін азот қосты, содан кейін Титанның бетіндегі және оның атмосферасының әртүрлі қабаттарындағы температура ауытқуларын модельдеу үшін түтіктегі температураны аздап өзгертті.
26 тамызда Америка химиялық қоғамының күзгі жиналысында ұсынылған соңғы зерттеуінде топ екі қосылысты, ацетонитрил (ACN) және пропионитрилді (PCN) қосты. Кассини миссиясының деректері бұл қосылыстардың Титанда көп екенін көрсетеді. Алдыңғы зерттеулердің көпшілігі екі қосылысты таза күйінде бөлек зерттеді, бірақ команда Титандағыдай қосылыстар араласқан жағдайда не болатынын көргісі келді. Әрбір қосылыспен жеке жұмыс істеуден айырмашылығы, егер сіз оларды араластырсаңыз, құрылымда мүлдем басқа нәтиже алуға болады, яғни молекулалар қалай ұйымдастырылады және молекулалар қалай кристалданады немесе қатты пішінге айналады.
Команда титанға ұқсас жағдайларда ACN және PCN бір ғана қосылысқа қарағанда мүлдем басқаша әрекет ететінін анықтады. Дәлірек айтқанда, қосылыстар балқу немесе кристалдану температуралары жүздеген градус Цельсий ретімен күрт өзгереді.
Бұл балқу және кристалдану нүктелері Титанның бұлыңғыр сары атмосферасында өзекті болар еді. Атмосфераның әртүрлі қабаттары ай бетінен биіктікке байланысты температурада өзгереді, сондықтан тұмандағы химиялық заттардың қалай әрекет ететінін түсіну үшін жаңа зерттеу бұл температура ауытқуларын ескеру қажет екенін көрсетеді.
Сонымен қатар, ғалымдар ACN және PCN кристалданған кезде олардың жалғыз болуына немесе басқа қосылыс болуына байланысты әртүрлі кристалдық құрылымдарды қабылдайтынын анықтады. Кристаллдар қосылыстың жеке молекулалары жоғары ұйымдасқан құрылымға біріктірілгенде түзіледі. Бұл құрылымның құрылыс блоктары - молекулалар - температура сияқты факторларға байланысты өзгермегенімен, олар сәл басқаша конфигурацияда біріктірілуі мүмкін.
Кристалл құрылымындағы бұл өзгерістер деп аталады полиморфтар, және ACN және PCN өздігінен болған кезде, олар жоғары температурада бір полиморфты, ал басқасын төмен температурада қабылдайды. Бірақ ғалымдар қоспасы бар болса, жоғары температура мен төмен температураның тұрақтылығы қандай да бір мағынада өзгеруі мүмкін екенін байқады. Қосылыстардың тұрақтандырылған құрылымға қашан және қалай жететіні туралы бұл егжей-тегжейлер Титаннан қандай минералдарды табуға болатынын түсінуді шынымен өзгерте алады.
NASA-ның 2026 жылы ұшырылып, 2034 жылы Сатурнға жетуі жоспарланған «Инелік» миссиясы Титанның жердегі минералдық құрамы туралы көбірек ақпарат бере алады.
Сондай-ақ оқыңыз: