Сигнал указује на постојање непознатог једињења или породице повезаних једињења које научници још нису идентификовали. „Прилично је мистериозно. Не можемо рећи шта је то”, рекао је за Spacе.com Бруно Безар, планетарни научник из Париске опсерваторије који је предводио поменуто откриће.
Раздвојени милијардама километара и обликовани у различитим окружењима, Сатурнов магловити месец Титан и патуљаста планета Плутон, барем на папиру, имају мало тога заједничког. Титан је геолошки активан свет обавијен атмосфером гушћом од Земљине, а његов пејзаж обликују мора течног метана и огромне дине изграђене од органских честица, које из атмосфере падају попут кише. Плутон је, насупрот томе, хладан и удаљен, сa ретком атмосфером која лебди изнад ледене, замрзнуте површине. Посматрања помоћу свемирског телескопа James Webb (ЈWSТ) открила су, ипак, да два различита света деле идентичан, необјашњен инфрацрвени потпис на својим површинама, што је знак да се слична хемија можда одвија на оба места упркос великим разликама, кажу научници. Детаљно описана у новој студији, ова карактеристика појављује се на потпуно истој инфрацрвеној таласној дужини на Титану и на Плутону, што указује да апсорбује светлост на исти начин на оба небеска тела. Сигнал указује на постојање непознатог једињења или породице повезаних једињења које научници још нису идентификовали. „Прилично је мистериозно. Не можемо рећи шта је то”, рекао је за Spacе.com Бруно Безар, планетарни научник из Париске опсерваторије који је предводио поменуто откриће.
Безар је први пут приметио необјашњиву одлику док је анализирао посматрања Титана из новембра 2022. године, када је речени свемирски телескоп снимао инфрацрвену светлост која је пролазила кроз измаглицу у веома прецизним, уским распонима таласних дужина, омогућујући научницима да директно завире кроз непрозирну атмосферу. Да би разумели ту светлост, истраживачи користе спектроскопију, технику за идентификацију једињења на основу специфичних таласних дужина светлости које она апсорбују. Пошто сваки молекул оставља јединствен спектрални отисак, астрономи могу рутински препознати супстанце широм Сунчевог система и ван њега, од једноставног воденог леда до сложених молекула.
Међутим, новооткривена особина не одговара ниједном стандардном спектру из библиотека који су до сада каталогизовани, нити се чини да је последица грешке опреме, наводи се у студији. Потпуно иста врста апсорпције откривена је помоћу два различита телескопова инструмента – блискоинфрацрвеног спектрографа (NIRSpec) и средњег инфрацрвеног (МIRI). Након што нису нашли подударање са каталогизованим спектралним отисцима најједноставнијих и најчешћих планетарних облика леда, Безар се запитао да ли би неки други свет са сличном атмосферском хемијом могао понудити траг. Обратио се свом колеги Емануелу Лелушу из Париске опсерваторије, који је водио програм поменутог свемирског телескопа у којем је Плутон посматран у мају 2023.
„Питао сам га да ли имају неки потпис на Плутону на истој истој таласној дужини. Открили смо да постоји и тамо”, присетио се Безар у наведеном интервјуу. Нема доказа да је мистериозни молекул биосигнатура. Уместо тога, он вероватно представља врсту пребиотичке хемије која се одвија у Титановом окружењу без кисеоника више од 4 милијарде година. Једна од могућих опција јесте да припада породици угљоводоника познатих као алени, за које се у студији наводи да су практично једина позната органска једињења која показују снажне апсорпционе појасеве унутар истог инфрацрвеног распона од 5 микрона као и мистериозни сигнал. Али породица алена садржи многе сложене варијације за које потпуни спектри још не постоје.
С друге стране, сигнал би могао припадати познатом молекулу чији се спектрални отисак променио, вероватно зато што је помешан с другим планетарним ледом, а још није у потпуности каталогизован. „Имамо спектре само за најједноставније, али могуће је да се унутар ове породице могу пронаћи једно или неколико једињења која се јављају заједно и стварају такву карактеристику апсорпције”, нагласио је Безар. Без обзира на то које се једињење на крају покаже, он и сарадници верују да настаје у атмосфери кроз фотохемијске реакције пре него што се коначно спусти на површину. Упркос великим разликама, Титан и Плутон имају атмосфере у којима доминирају азот и метан. Научници знају из посматрања свемирских летелица и лабораторијских симулација да у горњим слојевима ових светова ултраљубичаста сунчева светлост разбија ове молекуле, покрећући ланац веома реактивних хемијских фрагмената. Ти фрагменти се затим поново спајају у сложена органска једињења, од којих се нека кондензују и поново падају као снег на површину где их је свермирски телескоп и детектовао.
Неколико различитих доказа подржава описани процес од атмосфере до површине. Прво, истраживачи су анализирали како се сигнал понаша дуж Титановог диска. Док је скениран од центра кружног лица ка ивици, мистериозни сигнал је постепено слабио, наводи се у студији. „То очекујете ако долази са површине”, истакао је Безар. Због тродимензионалне геометрије посматрања сфере, сигнал који стиже с равне површине биће најјачи у центру и слабији близу ивице, где угао гледања кроз атмосферу постаје дужи и више заклоњен. Ту специфичну карактеристику слабљења није показао угљенмоноксид из атмосфере који је провераван, а остао је готово непромењен од центра до ивице, упозорио је Безар, што је помогло да се закључи се мистериозни молекул вероватно налази на тлу. Плутон је понудио независан доказ који подржава ову претпоставку у вези с површином. Атмосфера му је готово без притиска, физички превише танка и ретка да би произвела апсорпциону карактеристику такве дубине, остављајући чврсту површину патуљасте планете као једини вероватни извор снажног сигнала.
Желећи да додатно тестирају своју хипотезу о атмосферском пореклу, паридски истраживачи су проучили посматрања Јупитеровог месеца Ганимеда помоћу истог свемирског телескопа. Пошто Ганимед нема атмосферу богату азотом и метаном, не може покретати истоветни фотохемијски процес као Титан и Плутон. Kао што се очекивало, нису пронашли никакав траг мистериозне карактеристике, што додатно подржава мишљење да је једињење јединствено повезано с хемијом атмосфера богатих азотом и метаном. Додатно објашњење би могло стићи у наредним месецима.
Истраживачи тренутно анализирају новија осматрања телескопа JWST која пружају потпунији поглед на Титан док се он окреће. Подаци ће омогућити да се направи мапа мистериозног инфрацрвеног потписа широм површине месеца и утврди да ли је повезан са одређеним геолошким карактеристикама, попут огромних дина богатих органским материјалом, које се непрестано обнављају спорим таложењем сложених честица насталих у атмосфери. Додатни трагови можда ће морати сачекати Насину летелицу Dragonfly, величине аутомобилa, која би требало да полети 2028. и стигне на Титан средином тридесетих година. Иако неће носити инфрацрвени спектрометар којим би се поновила мерења светлости, уграђени масени спектрометар омогућиће да испита органске молекуле у различитим геолошки занимљивим подручјима до којих ће летелица стићи. Откривањем која једињења стварно постоје на Титановој површини, научници би добили ужи списак кандидата које ће испитати у лабораторијима на Земљи и утврдити одговарају ли особинама мистериозног молекула.
(Илустрација Shutterstock)
(Kликс)
