Основное значение этого нового исследования состоит в том, что строительные блоки Титана сформировались в самом начале истории Солнечной системы в виде холодного диска из газа и пыли, который сформировал Солнце. Это было также местом рождения многих комет, которые сегодня сохранили примитивный или практически неизменный состав.Исследование, проведенное Кэтлин Мандт из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио и с участием международной группы исследователей, было опубликовано на этой неделе в Astrophysical Journal Letters.Азот является основным ингредиентом атмосферы Земли, а также Титана.
Луну Сатурна размером с планету часто сравнивают с ранней версией Земли, замороженной в глубокой заморозке.В документе говорится, что информация об исходных строительных блоках Титана все еще присутствует в атмосфере ледяной луны, что позволяет исследователям проверять различные идеи о том, как могла образоваться Луна.
Мандт и его коллеги демонстрируют, что конкретный химический намек на происхождение азота Титана должен быть по существу таким же, как сегодня, когда образовался этот спутник, примерно 4,6 миллиарда лет назад. Этот намек представляет собой отношение одного изотопа или формы азота, называемого азот-14, к другому изотопу, называемому азот-15.
Команда обнаружила, что наша Солнечная система недостаточно стара, чтобы соотношение изотопов азота существенно изменилось. Это противоречит тому, что обычно предполагали ученые.«Когда мы внимательно посмотрели на то, как это соотношение может развиваться со временем, мы обнаружили, что оно не может существенно измениться. Атмосфера Титана содержит так много азота, что никакие процессы не могут существенно изменить этот индикатор, даже с учетом того, что Солнечная система существует более четырех миллиардов лет. история, — сказал Мандт.
Небольшое изменение этого отношения изотопов за длительные периоды времени позволяет исследователям сравнивать исходные строительные блоки Титана с другими объектами солнечной системы в поисках связей между ними.Пока планетологи исследуют тайну образования Солнечной системы, изотопные отношения являются одним из самых ценных типов подсказок, которые они могут собрать. В планетных атмосферах и материалах поверхности конкретное количество одной формы элемента, например азота, по сравнению с другой формой того же элемента может быть мощным диагностическим инструментом, поскольку оно тесно связано с условиями, в которых образуются материалы.Исследование также имеет значение для Земли.
Это подтверждает появившееся мнение о том, что аммиачный лед от комет вряд ли является основным источником азота на Земле. В прошлом исследователи предполагали связь между кометами, Титаном и Землей, и предполагали, что соотношение изотопов азота в первоначальной атмосфере Титана было таким же, как это соотношение на Земле сегодня. Измерения отношения изотопов азота на Титане несколькими приборами миссии НАСА и ЕКА Кассини-Гюйгенс показали, что это не так — это означает, что это соотношение отличается на Титане и Земле, — в то время как измерения отношения в кометах подтвердились. их связь с Титаном. Это означает, что источники азота Земли и Титана должны были быть разными.
Другие исследователи ранее показали, что соотношение изотопов азота на Земле, вероятно, существенно не изменилось с момента образования нашей планеты.«Некоторые предполагают, что метеориты принесли азот на Землю или что азот был захвачен непосредственно из газового диска, из которого образовалось Солнце. Это интересная загадка для будущих исследований», — сказал Мандт.
Мандт и его коллеги хотят узнать, подтверждаются ли их выводы данными миссии ЕКА «Розетта», когда она изучает комету 67P / Чурюмова-Герасименко, начиная с конца этого года. Если их анализ верен, у кометы должно быть более низкое соотношение двух изотопов — в данном случае водорода в метановом льду — чем соотношение на Титане. По сути, они считают, что это химическое соотношение на Титане больше похоже на кометы облака Оорта, чем на кометы, рожденные в поясе Койпера, который начинается недалеко от орбиты Нептуна (67P / Чурюмов-Герасименко — комета пояса Койпера).«Этот захватывающий результат является ключевым примером науки Кассини, информирующей наши знания об истории Солнечной системы и о том, как формировалась Земля», — сказал Скотт Эджингтон, заместитель научного сотрудника проекта Кассини в Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния.
Миссия Кассини-Гюйгенс — это совместный проект НАСА, ЕКА и Итальянского космического агентства. JPL, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, руководит миссией Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне.
Розетта — это миссия ЕКА, в которую вносят вклад государства-члены и НАСА. JPL управляет вкладом США в миссию Розетты для Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне.Более подробная информация о Cassini доступна на следующих сайтах:http://www.nasa.gov/cassinihttp://saturn.jpl.nasa.gov