Iako ih dele milijarde kilometara i pripadaju potpuno različitim svetovima, Saturnov mesec Titan i patuljasta planeta Pluton možda kriju istu hemijsku tajnu.
Titan je geološki aktivan svet obavijen gustom atmosferom, čak gušćom od Zemljine. Njegovu površinu oblikuju mora tečnog metana i ogromne dine sastavljene od organskih čestica koje neprestano padaju iz atmosfere. Pluton je, s druge strane, ledena i izuzetno hladna patuljasta planeta sa veoma retkom atmosferom iznad zamrznute površine.
Nova posmatranja pomoću svemirskog teleskopa Džejms Veb (James Webb Space Telescope – JWST) pokazala su da oba nebeska tela imaju potpuno isti, do sada neobjašnjeni infracrveni signal na svojoj površini. Naučnici smatraju da bi to mogao biti dokaz da se na oba sveta odvijaju slični hemijski procesi, uprkos njihovim velikim razlikama, kako prenosi Space.
Rezultati istraživanja pokazuju da se signal pojavljuje na potpuno istoj infracrvenoj talasnoj dužini i na Titanu i na Plutonu, što znači da na oba tela na isti način apsorbuje svetlost. To ukazuje na prisustvo nepoznatog jedinjenja ili grupe srodnih jedinjenja koja naučnici još nisu uspeli da identifikuju.
„Prilično je misteriozno. U ovom trenutku ne možemo da kažemo o čemu se radi“, rekao je planetarni naučnik Bruno Bezar iz Pariške opservatorije, koji je predvodio istraživanje.
Kako je otkriven misteriozni signal?
Bezar je neobičan signal prvi put primetio analizirajući podatke o Titanu koje je teleskop Džejms Veb prikupio u novembru 2022. godine. Posmatranja su obavljena u uskim infracrvenim talasnim opsezima, što je omogućilo naučnicima da „zavire“ kroz gustu izmaglicu Titanove atmosfere.
Za analizu ovakvih podataka koristi se spektroskopija – metoda koja omogućava identifikaciju različitih supstanci na osnovu talasnih dužina svetlosti koje apsorbuju. Svaki molekul ima svoj jedinstveni „svetlosni otisak“, pa astronomi na taj način mogu da prepoznaju različita jedinjenja širom Sunčevog sistema.
Međutim, signal koji je sada otkriven nije odgovarao nijednom poznatom spektru iz postojećih baza podataka. Naučnici su takođe isključili mogućnost da je u pitanju greška teleskopa, jer su isti signal nezavisno registrovala dva različita instrumenta na teleskopu Džejms Veb – NIRSpec i MIRI.
Pošto nije pronašao objašnjenje među poznatim jedinjenjima, Bezar se zapitao da li se isti signal možda pojavljuje i na nekom drugom svetu sa sličnom atmosferom. Obratio se kolegi Emanuelu Lelušu iz Pariške opservatorije, koji je predvodio posmatranja Plutona u maju 2023. godine.
„Pitao sam ga da li i na Plutonu postoji signal na istoj talasnoj dužini. Pogledali smo podatke i ispostavilo se da je prisutan i tamo“, rekao je Bezar.
Nije trag života, već složene hemije
Istraživači naglašavaju da nema nikakvih dokaza da je otkriveni molekul povezan sa životom ili da predstavlja biološki trag.
Mnogo je verovatnije da je reč o proizvodu prebiotičke hemije – hemijskih procesa koji mogu dovesti do nastanka složenih organskih jedinjenja, ali ne podrazumevaju postojanje živih organizama.
Jedna od mogućnosti jeste da signal potiče od grupe ugljovodonika poznatih kao aleni (allenes), jer su to praktično jedina organska jedinjenja za koja je poznato da snažno apsorbuju infracrvenu svetlost u području od oko pet mikrometara.
Međutim, porodica alena obuhvata veliki broj složenih molekula čiji spektri još nisu u potpunosti izmereni. Takođe je moguće da je reč o već poznatom molekulu čiji se spektar promenio zato što je pomešan sa drugim vrstama leda koje još nisu dovoljno istražene.
„Imamo spektre samo najjednostavnijih jedinjenja iz ove grupe. Moguće je da postoji jedno ili više složenijih jedinjenja koja zajedno proizvode upravo ovakav signal“, objasnio je Bezar.
Kako dospevaju na površinu?
Naučnici smatraju da se ova jedinjenja stvaraju u atmosferi, a zatim poput snega polako padaju na površinu.
I Titan i Pluton imaju atmosfere bogate azotom i metanom. Poznato je da ultraljubičasto Sunčevo zračenje razlaže ove molekule u višim slojevima atmosfere, nakon čega nastaju veoma reaktivne hemijske čestice koje se međusobno spajaju u složenija organska jedinjenja. Deo tih jedinjenja zatim se kondenzuje i taloži na površini.
Istraživači su pronašli više dokaza koji podržavaju ovu teoriju.
Prilikom analize Titana uočili su da je misteriozni signal bio najizraženiji u centralnom delu diska, dok je postajao slabiji prema ivicama. Takvo ponašanje odgovara signalu koji potiče sa same površine, a ne iz atmosfere.
Dodatnu potvrdu pružio je Pluton. Njegova atmosfera je toliko retka da ne može da proizvede signal ovakvog intenziteta, zbog čega naučnici zaključuju da njegov izvor gotovo sigurno leži na površini patuljaste planete.
Kako bi dodatno proverili svoju hipotezu, analizirali su i podatke o Ganimedu, najvećem Jupiterovom mesecu. Za razliku od Titana i Plutona, Ganimed nema atmosferu bogatu azotom i metanom, pa se na njemu ne odvijaju isti fotohemijski procesi. Očekivano, misteriozni signal nije pronađen.
Odgovor bi mogla da donese misija Dragonfly
Naučnici trenutno analiziraju nova posmatranja Titana koja će omogućiti izradu detaljne mape raspodele ovog neobičnog infracrvenog signala po njegovoj površini. Tako će moći da utvrde da li je povezan sa određenim geološkim strukturama, poput velikih dina bogatih organskim materijalom.
Još značajnije odgovore mogla bi da donese NASA-ina misija Dragonfly. Letelica veličine automobila, sa osam rotora, trebalo bi da bude lansirana 2028. godine, dok se dolazak na Titan očekuje sredinom tridesetih godina ovog veka.
Iako Dragonfly neće imati infracrveni spektrometar poput teleskopa Džejms Veb, nosiće maseni spektrometar koji će moći direktno da analizira organska jedinjenja na površini Titana. To bi moglo da pomogne naučnicima da konačno utvrde koji molekul proizvodi misteriozni signal.
„Uvek je uzbudljivo kada otkrijete nešto što niko ranije nije video. To je najlepši deo našeg posla“, zaključio je Bezar.
Studija je prihvaćena za objavljivanje u naučnom časopisu Astronomy & Astrophysics.
Foto: Unsplash/Zyanya Citlalli
