Титан, спутник Сатурна, известный своими морями и озерами, содержащими метан, также отличается плотной атмосферой. Эта атмосфера в основном состоит из азота, но содержит незначительные примеси других веществ, включая метан. Возникает вопрос, как он может находиться в газообразном состоянии, учитывая, что на поверхности температура опускается ниже минус 200 градусов Цельсия. Недавно исследователи, вероятно, обнаружили ответ на этот вопрос.
Атмосферное давление на Титане превышает земное в полтора раза, а плотность воздуха в четыре раза больше, чем на Земле. Такая среда позволила бы без труда планировать в небе над морями жидкого метана, что делает крупнейший спутник Сатурна перспективным источником углеводородов для будущих миссий по исследованию Солнечной системы.
Ученые-планетологи продолжают изучать происхождение необычного обилия метана на этой луне. Одна из гипотез предполагает, что это могло быть следствием интенсивной кометной бомбардировки в отдаленные геологические эпохи. В составе более чем десяти комет ранее были зафиксированы как метановый лед, так и молекулы этого вещества, включенные в кристаллическую структуру минералов, известные как клатраты. Эта гипотеза выглядела бы весьма правдоподобной, если бы не одно важное наблюдение: в атмосфере Титана присутствует газообразный метан.
Начать стоит с того, что температура поверхности Титана составляет приблизительно минус 180 градусов Цельсия, что соответствует точке замерзания метана. Кроме того, метан, попавший на этот спутник из космоса в далёком прошлом, безвозвратно исчез бы из его атмосферы под воздействием солнечного излучения. Его нынешнее наличие вызывает вопросы о наличии устойчивого источника.
Американские ученые провели исследование, чтобы установить, происходит ли выход газообразного метана, а также азота из глубин Титана. В недавней статье ( доступна на сервере препринтов Корнеллского университета) они рассказали о своем интересном эксперименте: они взяли образцы Мурчисонского метеорита, упавшего в 1969 году в Австралии, и подвергли их предполагаемым условиям глубоких недр Титана.
Этот метеорит отличается не только высоким содержанием углерода, но и наличием сложной органики, включая аминокислоты. Такие характеристики привлекли внимание специалистов, занимающихся поиском внеземной жизни, и тех, кто изучает вопросы возникновения жизни на Земле. Планетологи полагают, что данный метеорит представляет собой один из «строительных кирпичиков», из которых 4,6 миллиарда лет назад формировались различные миры в Солнечной системе, в частности Титан.
Метеоритное вещество измельчали и нагревали до нескольких сотен градусов, поддерживая давление в тысячи атмосфер – условия, близкие к тем, что, по мнению ученых, существуют внутри спутника Сатурна. В результате эксперимента из образцов удалось извлечь метан и молекулярный азот. Согласно расчетам, при температуре выше 250 градусов Цельсия, процесс мог бы произвести такое же количество метана, которое зафиксировано в атмосфере Титана. Также данный процесс генерирует значительное количество азота – около половины от объема, присутствующего на Титане.
Стоит упомянуть о любопытной версии происхождения некоторых метановых озер спутника Сатурна: планетологи обратили внимание на их необычно крутые берега и заподозрили, что это на самом деле — заполненные жидкостью взрывные кратеры: жидкий азот в коре Титана нагревался, испарялся, этот газ создавал изнутри давление и в конце концов прорывался наружу.