Dünen auf dem Saturnmond Titan aus Sicht der Cassini-Sonde im Jahr 2006.
(Bild: © NASA / JPL)
Große, schmantige Verbindungen tauchen immer wieder auf überall im Sonnensystemund neue Forschungen können helfen, Verwirrung darüber zu beseitigen, wie sie sich an so vielen Orten bilden.
Diese Forschung basiert auf Laborexperimenten, die von einer seltsamen Eigenart inspiriert wurden, die Wissenschaftler über ausgedehnte Dünenfelder bemerkt haben Saturnmond Titan. Diese Dünen sind voll von Verbindungen, die als polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe bezeichnet werden und ringförmige Strukturen aufweisen. Auf Titan lagern die Dünen einen erheblichen Teil des Kohlenstoffs des Mondes. Und weil dieser Mond ist einer der verlockendsten Steinbrüche der Astrobiologen Um möglicherweise Leben jenseits der Erde zu finden, ist Kohlenstoff wichtig.
"Diese Dünen sind ziemlich groß", sagte der leitende Autor der Studie, Ralf Kaiser, Chemiker an der Universität von Hawaii in Manoa, gegenüber Space.com, fast so hoch wie die Große Pyramide in Ägypten. "Wenn Sie den Kohlenstoff- und Kohlenwasserstoffkreislauf und die Prozesse von Kohlenwasserstoffen auf Titan verstehen wollen, ist es natürlich wichtig zu verstehen, woher die dominierende Kohlenstoffquelle stammt."
Auf Titan gibt es einen einfachen Mechanismus, von dem Wissenschaftler wissen, dass er wahrscheinlich polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe bildet: Diese großen Moleküle können sich in der dicken Mondatmosphäre bilden und sich an der Oberfläche absetzen. Aber die gleiche Familie von Verbindungen wurde auf vielen Welten gefunden, die keine solche Atmosphäre aufweisen, wie die Zwergplaneten Pluto und Ceres und das Objekt des Kuipergürtels Makemake.
Kaiser und seine Kollegen wollten herausfinden, wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe in einer Welt entstehen können, in der es keine Atmosphäre gibt, um sie zu erzeugen. Und als die Forscher Titan betrachteten, sahen sie einen Hinweis: Wo die Dünen sind, gibt es nicht viele Kohlenwasserstoffeis, die sonst auf diesem Mond ziemlich häufig sind.
Die Forscher fragten sich, ob ein zweiter Prozess, der an der Oberfläche stattfindet, Eis wie Acetylen in polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe verwandeln könnte. Insbesondere dachten die Wissenschaftler, der Schuldige könnte sein galaktische kosmische Strahlung, energetische Teilchen, die über den Raum abprallen.
Deshalb haben die Forscher ein Experiment entworfen: Nehmen Sie etwas Acetylen-Eis, setzen Sie es einem Prozess aus, der galaktische kosmische Strahlen imitiert, und sehen Sie, was passiert. Sie ahmten die Wirkung von 100 Jahren des Schlagens aus diesen Partikeln nach und maßen dann die Mengen verschiedener Verbindungen, die sich gebildet hatten.
Die Wissenschaftler fanden verschiedene Geschmacksrichtungen von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen. Dies legte dem Team nahe, dass die Wechselwirkung zwischen Kohlenwasserstoffeis und galaktischen kosmischen Strahlen tatsächlich die Prävalenz der Verbindungen erklären könnte, selbst wenn keine Atmosphäre sie bilden kann.
"Dies ist ein ziemlich vielseitiger Prozess, der überall stattfinden kann", sagte Kaiser. Dazu gehören nicht nur Titan, sondern auch andere Monde und Asteroiden, aber auch Körner von interstellarer Staub und benachbarte Sonnensysteme, sagte er.
Als nächstes wollen er und seine Kollegen herausfinden, welcher spezifische Prozess die Transformation verursacht, sagte Kaiser. Das werde schwierig, sagte er, da die ionisierende Strahlung, mit der das Team kosmische galaktische Strahlen simulierte, mehrere gleichzeitige Prozesse umfasst.
Die Forschungsrichtung ist sowohl ästhetisch als auch wissenschaftlich faszinierend. Michael Malaska, der am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien Planeteneis untersucht und nicht an der aktuellen Forschung beteiligt war, teilte Space.com in einer E-Mail mit. "Ihre Arbeit unterstützt weiterhin, dass ein Teil von Titans Sand unter UV-Licht hübsche Farben leuchten kann", schrieb er.
Die Forschung wurde in beschrieben ein Papier veröffentlicht gestern (16. Oktober) in der Zeitschrift Science Advances.
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Anmerkung der Redaktion: Diese Geschichte wurde aktualisiert und enthält einen Kommentar von Michael Malaska. E-Mail Meghan Bartels an [email protected] oder folgen Sie ihr @ Meghanbartels. Folge uns auf Twitter @Spacedotcom und weiter Facebook.
