Kimia solid state bisa mengaburkan atmosfer kering tulang Titan

Anonim

Kimia solid state bisa mengaburkan atmosfer kering tulang Titan

Ruang

Michael Franco

21 September 2016

Titan terlihat lewat di depan planet asalnya, Saturnus, dalam gambar warna alami dari pesawat ruang angkasa Cassini yang diambil pada tahun 2011 pada jarak sekitar 1, 4 juta mil (2, 3 juta kilometer) dari bulan (Kredit: NASA / JPL-Caltech / Institut Sains Luar Angkasa)

Secara umum dipahami bahwa jika awan terbentuk di atmosfer planet atau bulan, perlu ada sejumlah uap yang hadir di sana untuk menjalani kondensasi. Namun dalam kasus Titan bulan Saturnus, misi Voyager 1 yang berusia puluhan tahun dan misi Cassini yang lebih baru telah menemukan awan es di troposfer Titan, yang hampir tanpa uap. Dalam sebuah makalah baru, para peneliti NASA mungkin baru saja mengetahui bagaimana awan yang tidak mungkin muncul.

Bertahun-tahun yang lalu, ketika Voyager 1 melihat awan es pertama di Titan yang terbuat dari senyawa karbon dan nitrogen yang dikenal sebagai dicyanoacetylene (C4N2), para peneliti menghitung bahwa diperlukan setidaknya 100 kali lebih banyak gas C4N2 untuk memproduksinya. Mereka mendalilkan bahwa mungkin gas memang ada di sana tetapi instrumen Voyager tidak cukup kuat untuk mengambilnya.

Tapi Cassini memiliki peralatan yang jauh lebih sensitif dan, ketika instrumen spektrometer inframerah komposit (CIRS) juga melihat awan C4N2 tanpa uap yang menyertainya di troposfer Titan, sebuah teori baru dipanggil.

Teori itu telah dikemukakan dalam sebuah makalah yang diterbitkan dalam jurnal Geophysical Research Letters dan dirinci dalam siaran pers NASA yang dikeluarkan hari ini.

Teori ini melibatkan apa yang dikenal sebagai "kimia keadaan padat, " karena proses pembentukan awan dimulai dengan zat padat daripada gas.

Dalam teori ini, butiran es terbentuk dari bahan kimia yang dikenal sebagai cyanoacetylene (HC3N). Ketika butir jatuh ke bawah melalui stratosfer Titan, mereka terbungkus dalam cangkang es yang terdiri dari hidrogen sianida (HCN).

"Kadang-kadang, foton terowongan sinar ultraviolet ke dalam cangkang beku dan memicu serangkaian reaksi kimia di dalam es, " kata NASA. "Reaksi ini dapat dimulai baik di inti atau di dalam shell. Kedua jalur dapat menghasilkan dicyanoacteylene es dan hidrogen sebagai produk."

Ini akan menjelaskan cara di mana awan tanpa asap bisa terbentuk.

Prosesnya mirip dengan yang terjadi di Bumi dan, memang salah satu dari mana para peneliti mengambil inspirasi mereka.

Serupa dengan Titan, stratosfer kami juga memiliki kelembaban yang rendah namun terkadang fitur yang dikenal sebagai awan nacreous terbentuk di sana ketika kristal es bertindak sebagai benih di sekitar yang menempel bahan kimia kaporit. Serikat menciptakan reaksi kimia, membentuk awan dan melepaskan molekul klorin yang menurunkan lapisan ozon kita. Awan secara efektif dibentuk secara kimia, tanpa kondensasi, seperti pada Titan.

"Komposisi stratosfer kutub Titan dan Bumi tidak bisa berbeda lagi, " kata Michael Flasar, penyelidik utama CIRS di NASA Goddard Space Flight Center. "Luar biasa untuk melihat seberapa baik fisika yang mendasari kedua atmosfer telah menyebabkan kimia analog analog."

"Sangat menarik untuk berpikir bahwa kita mungkin telah menemukan contoh proses kimia solid-state yang serupa di Titan dan Bumi, " tambah Carrie Anderson, seorang penyelidik CIRS dan penulis utama studi ini.

Sumber: NASA Jet Propulsion Lab

Titan terlihat lewat di depan planet asalnya, Saturnus, dalam gambar warna alami dari pesawat ruang angkasa Cassini yang diambil pada tahun 2011 pada jarak sekitar 1, 4 juta mil (2, 3 juta kilometer) dari bulan (Kredit: NASA / JPL-Caltech / Institut Sains Luar Angkasa)