Signal ukazuje na postojanje nepoznatog jedinjenja ili porodice povezanih jedinjenja koje naučnici još nisu identifikovali. „Prilično je misteriozno. Ne možemo reći šta je to”, rekao je za Space.com Bruno Bezar, planetarni naučnik iz Pariske opservatorije koji je predvodio pomenuto otkriće.
Razdvojeni milijardama kilometara i oblikovani u različitim okruženjima, Saturnov magloviti mesec Titan i patuljasta planeta Pluton, barem na papiru, imaju malo toga zajedničkog. Titan je geološki aktivan svet obavijen atmosferom gušćom od Zemljine, a njegov pejzaž oblikuju mora tečnog metana i ogromne dine izgrađene od organskih čestica, koje iz atmosfere padaju poput kiše. Pluton je, nasuprot tome, hladan i udaljen, sa retkom atmosferom koja lebdi iznad ledene, zamrznute površine. Posmatranja pomoću svemirskog teleskopa James Webb (JWST) otkrila su, ipak, da dva različita sveta dele identičan, neobjašnjen infracrveni potpis na svojim površinama, što je znak da se slična hemija možda odvija na oba mesta uprkos velikim razlikama, kažu naučnici. Detaljno opisana u novoj studiji, ova karakteristika pojavljuje se na potpuno istoj infracrvenoj talasnoj dužini na Titanu i na Plutonu, što ukazuje da apsorbuje svetlost na isti način na oba nebeska tela. Signal ukazuje na postojanje nepoznatog jedinjenja ili porodice povezanih jedinjenja koje naučnici još nisu identifikovali. „Prilično je misteriozno. Ne možemo reći šta je to”, rekao je za Space.com Bruno Bezar, planetarni naučnik iz Pariske opservatorije koji je predvodio pomenuto otkriće.
Bezar je prvi put primetio neobjašnjivu odliku dok je analizirao posmatranja Titana iz novembra 2022. godine, kada je rečeni svemirski teleskop snimao infracrvenu svetlost koja je prolazila kroz izmaglicu u veoma preciznim, uskim rasponima talasnih dužina, omogućujući naučnicima da direktno zavire kroz neprozirnu atmosferu. Da bi razumeli tu svetlost, istraživači koriste spektroskopiju, tehniku za identifikaciju jedinjenja na osnovu specifičnih talasnih dužina svetlosti koje ona apsorbuju. Pošto svaki molekul ostavlja jedinstven spektralni otisak, astronomi mogu rutinski prepoznati supstance širom Sunčevog sistema i van njega, od jednostavnog vodenog leda do složenih molekula.
Međutim, novootkrivena osobina ne odgovara nijednom standardnom spektru iz biblioteka koji su do sada katalogizovani, niti se čini da je posledica greške opreme, navodi se u studiji. Potpuno ista vrsta apsorpcije otkrivena je pomoću dva različita teleskopova instrumenta – bliskoinfracrvenog spektrografa (NIRSpec) i srednjeg infracrvenog (MIRI). Nakon što nisu našli podudaranje sa katalogizovanim spektralnim otiscima najjednostavnijih i najčešćih planetarnih oblika leda, Bezar se zapitao da li bi neki drugi svet sa sličnom atmosferskom hemijom mogao ponuditi trag. Obratio se svom kolegi Emanuelu Lelušu iz Pariske opservatorije, koji je vodio program pomenutog svemirskog teleskopa u kojem je Pluton posmatran u maju 2023.
„Pitao sam ga da li imaju neki potpis na Plutonu na istoj istoj talasnoj dužini. Otkrili smo da postoji i tamo”, prisetio se Bezar u navedenom intervjuu. Nema dokaza da je misteriozni molekul biosignatura. Umesto toga, on verovatno predstavlja vrstu prebiotičke hemije koja se odvija u Titanovom okruženju bez kiseonika više od 4 milijarde godina. Jedna od mogućih opcija jeste da pripada porodici ugljovodonika poznatih kao aleni, za koje se u studiji navodi da su praktično jedina poznata organska jedinjenja koja pokazuju snažne apsorpcione pojaseve unutar istog infracrvenog raspona od 5 mikrona kao i misteriozni signal. Ali porodica alena sadrži mnoge složene varijacije za koje potpuni spektri još ne postoje.
S druge strane, signal bi mogao pripadati poznatom molekulu čiji se spektralni otisak promenio, verovatno zato što je pomešan s drugim planetarnim ledom, a još nije u potpunosti katalogizovan. „Imamo spektre samo za najjednostavnije, ali moguće je da se unutar ove porodice mogu pronaći jedno ili nekoliko jedinjenja koja se javljaju zajedno i stvaraju takvu karakteristiku apsorpcije”, naglasio je Bezar. Bez obzira na to koje se jedinjenje na kraju pokaže, on i saradnici veruju da nastaje u atmosferi kroz fotohemijske reakcije pre nego što se konačno spusti na površinu. Uprkos velikim razlikama, Titan i Pluton imaju atmosfere u kojima dominiraju azot i metan. Naučnici znaju iz posmatranja svemirskih letelica i laboratorijskih simulacija da u gornjim slojevima ovih svetova ultraljubičasta sunčeva svetlost razbija ove molekule, pokrećući lanac veoma reaktivnih hemijskih fragmenata. Ti fragmenti se zatim ponovo spajaju u složena organska jedinjenja, od kojih se neka kondenzuju i ponovo padaju kao sneg na površinu gde ih je svermirski teleskop i detektovao.
Nekoliko različitih dokaza podržava opisani proces od atmosfere do površine. Prvo, istraživači su analizirali kako se signal ponaša duž Titanovog diska. Dok je skeniran od centra kružnog lica ka ivici, misteriozni signal je postepeno slabio, navodi se u studiji. „To očekujete ako dolazi sa površine”, istakao je Bezar. Zbog trodimenzionalne geometrije posmatranja sfere, signal koji stiže s ravne površine biće najjači u centru i slabiji blizu ivice, gde ugao gledanja kroz atmosferu postaje duži i više zaklonjen. Tu specifičnu karakteristiku slabljenja nije pokazao ugljenmonoksid iz atmosfere koji je proveravan, a ostao je gotovo nepromenjen od centra do ivice, upozorio je Bezar, što je pomoglo da se zaključi se misteriozni molekul verovatno nalazi na tlu. Pluton je ponudio nezavisan dokaz koji podržava ovu pretpostavku u vezi s površinom. Atmosfera mu je gotovo bez pritiska, fizički previše tanka i retka da bi proizvela apsorpcionu karakteristiku takve dubine, ostavljajući čvrstu površinu patuljaste planete kao jedini verovatni izvor snažnog signala.
Želeći da dodatno testiraju svoju hipotezu o atmosferskom poreklu, paridski istraživači su proučili posmatranja Jupiterovog meseca Ganimeda pomoću istog svemirskog teleskopa. Pošto Ganimed nema atmosferu bogatu azotom i metanom, ne može pokretati istovetni fotohemijski proces kao Titan i Pluton. Kao što se očekivalo, nisu pronašli nikakav trag misteriozne karakteristike, što dodatno podržava mišljenje da je jedinjenje jedinstveno povezano s hemijom atmosfera bogatih azotom i metanom. Dodatno objašnjenje bi moglo stići u narednim mesecima.
Istraživači trenutno analiziraju novija osmatranja teleskopa JWST koja pružaju potpuniji pogled na Titan dok se on okreće. Podaci će omogućiti da se napravi mapa misterioznog infracrvenog potpisa širom površine meseca i utvrdi da li je povezan sa određenim geološkim karakteristikama, poput ogromnih dina bogatih organskim materijalom, koje se neprestano obnavljaju sporim taloženjem složenih čestica nastalih u atmosferi. Dodatni tragovi možda će morati sačekati Nasinu letelicu Dragonfly, veličine automobila, koja bi trebalo da poleti 2028. i stigne na Titan sredinom tridesetih godina. Iako neće nositi infracrveni spektrometar kojim bi se ponovila merenja svetlosti, ugrađeni maseni spektrometar omogućiće da ispita organske molekule u različitim geološki zanimljivim područjima do kojih će letelica stići. Otkrivanjem koja jedinjenja stvarno postoje na Titanovoj površini, naučnici bi dobili uži spisak kandidata koje će ispitati u laboratorijima na Zemlji i utvrditi odgovaraju li osobinama misterioznog molekula.
(Ilustracija Shutterstock)
(Kliks)
