Een nieuwe studie van het Southwest Research Institute pakt een van de grootste mysteries over Titan aan, een van de manen van Saturnus:de oorsprong van zijn dikke, stikstofrijke atmosfeer. De studie stelt dat een sleutel tot de mysterieuze atmosfeer van Titan het "koken" van organisch materiaal in het binnenste van de maan is.

"Titan is een zeer interessante maan omdat hij een zeer dikke atmosfeer heeft, wat het uniek maakt onder de manen in ons zonnestelsel, " zei Dr. Kelly Miller, onderzoekswetenschapper bij SwRI's Space Science and Engineering Division en hoofdauteur van de studie. "Het is ook het enige lichaam in het zonnestelsel, anders dan de aarde, die grote hoeveelheden vloeistof op het oppervlak heeft. Titan, echter, heeft vloeibare koolwaterstoffen in plaats van water. Er gebeurt ongetwijfeld veel organische chemie op Titan, dus het is een onmiskenbare bron van nieuwsgierigheid."

De atmosfeer van de grootste maan van Saturnus is extreem dicht, zelfs dikker dan de atmosfeer van de aarde, en bestaat voornamelijk uit stikstofgas.

"Omdat Titan de enige maan in ons zonnestelsel is met een substantiële atmosfeer, wetenschappers hebben zich lange tijd afgevraagd wat de bron was, "zei ze. "De belangrijkste theorie was dat ammoniakijs van kometen werd omgezet, door inslagen of fotochemie, in stikstof om de atmosfeer van Titan te vormen. Hoewel dat misschien nog een belangrijk proces is, het negeert de effecten van wat we nu weten is een zeer substantieel deel van kometen:complex organisch materiaal."

Een ander vreemd aspect van de atmosfeer van Titan is dat het ook ongeveer 5 procent methaan is, die snel reageert (volgens astrofysische normen) om organische stoffen te vormen die geleidelijk naar de oppervlakte vallen. Als resultaat, het atmosferische methaan zou op de een of andere manier moeten worden aangevuld of deze huidige periode is gewoon een uniek tijdperk voor Titan.

Miller's onderzoek werd gestimuleerd door gegevens van het Rosetta-ruimtevaartuig, een sonde van het European Space Agency die de verre komeet 67P/Churyumov-Gerasimenko met NASA-deelname bestudeerde en de verrassende ontdekking leverde dat de komeet ongeveer half ijs was, een kwart steen en een kwart organisch materiaal.

"Komeets en primitieve lichamen in het buitenste zonnestelsel zijn erg interessant omdat men denkt dat ze overgebleven bouwstenen van het zonnestelsel zijn. "zei ze. "Die kleine lichamen kunnen worden opgenomen in grotere lichamen, zoals Titaan, en de dichte, in de kern kon organisch-rijk rotsachtig materiaal worden gevonden."

Om het Titan-mysterie te bestuderen, Miller combineerde bestaande gegevens van organisch materiaal gevonden in meteorieten met eerdere thermische modellen van het binnenste van de maan om te zien hoeveel gasvormig materiaal kon worden geproduceerd en of het vergelijkbaar was met de atmosfeer nu. Volgens de standaardregel van, "Als je iets kookt, het zal gassen produceren, " Miller ontdekte dat ongeveer de helft van de stikstofatmosfeer, en mogelijk al het methaan, kan het gevolg zijn van het "koken" van deze organische stoffen die vanaf het allereerste begin in Titan waren verwerkt.

Millers studie verschijnt online in The Astrofysisch tijdschrift op 22 januari.