Գիտնականները վերստեղծել են եզակի քիմիական պայմանները, որոնք գոյություն ունեն Տիտանի՝ Սատուրնի ամենամեծ արբանյակի վրա, փոքրիկ ապակե գլանների մեջ այստեղ՝ Երկրի վրա, և փորձը բացահայտել է Լուսնի հանքային բաղադրության նախկինում անհայտ առանձնահատկությունները:
Տիտանը արեգակնային համակարգի երկրորդ ամենամեծ արբանյակն է Գանիմեդից հետո, որը պատկանում է Յուպիտերին, այն ունի խիտ մթնոլորտ, որը հիմնականում բաղկացած է ազոտից՝ մեթանի խառնուրդով։ Այս դեղնավուն մշուշը պահպանում է մոտ -180°C ջերմաստիճան: Մթնոլորտից ներքև կան լճեր, ծովեր և հեղուկ մեթանի և էթանի գետեր, որոնք ծածկում են Տիտանի սառցե ընդերքը, հատկապես բևեռների մոտ: Ինչպես Երկրի վրա գտնվող հեղուկ ջուրը, այս բնական գազերը մասնակցում են մի ցիկլի, որի ընթացքում նրանք գոլորշիանում են, ձևավորում ամպեր, իսկ հետո անձրև են գալիս Լուսնի մակերեսին:
Տիտանի խիտ մթնոլորտը, հեղուկ մակերեսը և եղանակային սեզոնային ցիկլերը այս ցուրտ լուսինը դարձնում են Երկրի նման, և մեր մոլորակի նման այն ունի օրգանական մոլեկուլներ, որոնք պարունակում են ածխածին, ջրածին և թթվածին: Այս օրգանական քիմիայի պատճառով, որը տեղի է ունենում Տիտանի վրա, գիտնականները կարծում են, որ լուսինը կարող է ծառայել որպես հսկայական լաբորատորիա՝ ուսումնասիրելու քիմիական ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունեցել Երկրի վրա մինչև մոլորակի վրա կյանքի հայտնվելը:
Սակայն միայն մեկ տիեզերանավ՝ Կասինին, մանրամասնորեն դիտարկել է Սատուրնը և նրա արբանյակները, ինչը դժվարացնում է Տիտանի վրա հայտնաբերված տարօրինակ քիմիական բաղադրության ցամաքային հետազոտությունների անցկացումը: Ուստի մի խումբ գիտնականներ վերջերս որոշել են մոդելավորել Տիտանի փորձանոթում:
Նախ, խումբը հեղուկ ջուր տեղադրեց փոքր ապակյա բալոնների մեջ և իջեցրեց ջերմաստիճանը այնպիսի պայմանների, ինչպիսին էր «Տիտանիկ»-ին: Ջուրը սառեց՝ ընդօրինակելով Տիտանի սառցե ընդերքը։ Այնուհետև խումբը էթան է ավելացրել խողովակի մեջ, որը դարձել է հեղուկ, ինչպես Տիտանի մակերեսի լճերը: Ի վերջո, նրանք ավելացրեցին ազոտ՝ ստեղծելու Տիտանի մթնոլորտը, այնուհետև մի փոքր փոխեցին խողովակի ջերմաստիճանը՝ Տիտանի մակերեսին և նրա մթնոլորտի տարբեր շերտերում ջերմաստիճանի տատանումները մոդելավորելու համար:
Իրենց վերջին ուսումնասիրության մեջ, որը ներկայացվել է օգոստոսի 26-ին Ամերիկյան քիմիական ընկերության աշնանային հանդիպման ժամանակ, թիմը ավելացրել է երկու միացություն՝ ացետոնիտրիլ (ACN) և պրոպիոնիտրիլ (PCN): Cassini առաքելության տվյալները ցույց են տալիս, որ այս միացությունները շատ են Տիտանի վրա: Նախորդ հետազոտությունների մեծ մասը ուսումնասիրել է երկու միացություններն առանձին՝ իրենց մաքուր տեսքով, սակայն թիմը ցանկանում էր տեսնել, թե ինչ տեղի կունենա, եթե միացությունները խառնվեն, ինչպես կարող է լինել Տիտանի դեպքում: Ի տարբերություն յուրաքանչյուր միացության հետ առանձին աշխատելու, եթե դրանք խառնեք իրար, ապա կառուցվածքում կարող եք ստանալ բոլորովին այլ արդյունք, այսինքն՝ ինչպես կկազմակերպվեն մոլեկուլները, և ինչպես կբյուրեղանան մոլեկուլները կամ կվերածվեն պինդ ձևի։
Թիմը պարզել է, որ տիտանի նման պայմաններում ACN-ն և PCN-ը միանգամայն տարբեր կերպ են վարվում, քան առանձին միացությունները: Մասնավորապես, ջերմաստիճանը, որի դեպքում միացությունները հալվում կամ բյուրեղանում են, կտրուկ փոխվում են հարյուրավոր աստիճանի Ցելսիուսի կարգով:
Այս հալման և բյուրեղացման կետերը տեղին կլինեն Տիտանի մշուշոտ դեղին մթնոլորտում: Մթնոլորտի տարբեր շերտերի ջերմաստիճանը տարբերվում է կախված Լուսնի մակերևույթի բարձրությունից, ուստի հասկանալու համար, թե ինչպես են վարվում մշուշի մեջ պարունակվող քիմիական նյութերը, նոր ուսումնասիրությունը առաջարկում է, որ ջերմաստիճանի այս տատանումները պետք է հաշվի առնել:
Բացի այդ, գիտնականները պարզել են, որ երբ ACN-ը և PCN-ը բյուրեղանում են, նրանք ընդունում են տարբեր բյուրեղային կառուցվածքներ՝ կախված նրանից, թե նրանք միայնակ են, թե այլ միացության առկայության դեպքում: Բյուրեղները ձևավորվում են, երբ միացության առանձին մոլեկուլները միավորվում են բարձր կազմակերպված կառուցվածքի մեջ: Թեև այս կառույցի կառուցվածքային բլոկները՝ մոլեկուլները, մնում են նույնը, կախված այնպիսի գործոններից, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, դրանք կարող են միանալ միմյանց մի փոքր տարբեր կոնֆիգուրացիաներով:
Բյուրեղային կառուցվածքի այս տատանումները հայտնի են որպես պոլիմորֆներ, և երբ ACN-ը և PCN-ն ինքնուրույն գոյություն ունեն, նրանք ընդունում են մեկ պոլիմորֆ բարձր ջերմաստիճաններում, մյուսը՝ ցածր ջերմաստիճաններում: Սակայն գիտնականները նկատել են, որ եթե կա խառնուրդ, ապա բարձր ջերմաստիճանի և ցածր ջերմաստիճանի կայունությունը կարող է ինչ-որ առումով փոխվել: Այս նուրբ մանրամասները, թե երբ և ինչպես են միացությունները հասնում կայուն կառուցվածքի, կարող են իսկապես փոխել պատկերացումները, թե ինչ հանքանյութեր կարելի է գտնել Տիտանի վրա:
NASA-ի Dragonfly առաքելությունը, որը նախատեսվում է մեկնարկել 2026 թվականին և կժամանի Սատուրն 2034 թվականին, կարող է ավելի շատ տեղեկություններ տրամադրել Տիտանի հանքային բաղադրության մասին տեղում:
Կարդացեք նաև.