მეცნიერებმა ხელახლა შექმნეს უნიკალური ქიმიური პირობები, რომელიც არსებობს ტიტანზე, სატურნის უდიდეს მთვარეზე, პატარა შუშის ცილინდრებში აქ დედამიწაზე და ექსპერიმენტმა გამოავლინა მთვარის მინერალური შემადგენლობის მანამდე უცნობი მახასიათებლები.
ტიტანი მზის სისტემის სიდიდით მეორე თანამგზავრია განიმედის შემდეგ, რომელიც ეკუთვნის იუპიტერს, მას აქვს მკვრივი ატმოსფერო, რომელიც ძირითადად შედგება აზოტისგან მეთანის შერევით. ეს მოყვითალო ნისლი ინარჩუნებს დაახლოებით -180°C ტემპერატურას. ატმოსფეროს ქვემოთ არის ტბები, ზღვები და თხევადი მეთანისა და ეთანის მდინარეები, რომლებიც ფარავს ტიტანის ყინულოვან ქერქს, განსაკუთრებით პოლუსებთან. დედამიწაზე თხევადი წყლის მსგავსად, ეს ბუნებრივი აირები მონაწილეობენ ციკლში, რომელშიც ისინი აორთქლდებიან, ქმნიან ღრუბლებს და შემდეგ წვიმენ მთვარის ზედაპირზე.
ტიტანის მკვრივი ატმოსფერო, თხევადი ზედაპირი და სეზონური ამინდის ციკლები ამ ცივ მთვარეს ოდნავ ჰგავს დედამიწას და ჩვენი პლანეტის მსგავსად, მას აქვს ორგანული მოლეკულები, რომლებიც შეიცავს ნახშირბადს, წყალბადს და ჟანგბადს. ამ ორგანული ქიმიის გამო, რომელიც ხდება ტიტანზე, მეცნიერები თვლიან, რომ მთვარე შეიძლება იყოს მასიური ლაბორატორია იმ ქიმიური რეაქციების შესასწავლად, რომლებიც მოხდა დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენამდე.
მაგრამ მხოლოდ ერთმა კოსმოსურმა ხომალდმა, კასინიმ, დეტალურად დააკვირდა სატურნს და მის მთვარეებს, რაც ართულებს ტიტანზე აღმოჩენილი უცნაური ქიმიური შემადგენლობის მიწისზედა კვლევების ჩატარებას. ამიტომ, მეცნიერთა ჯგუფმა ახლახან გადაწყვიტა ტიტანის მოდელირება საცდელ მილში.
პირველ რიგში, ჯგუფმა მოათავსა თხევადი წყალი პატარა მინის ცილინდრებში და შეამცირა ტემპერატურა ტიტანიკის მსგავს პირობებში. წყალი გაიყინა, ტიტანის ყინულოვანი ქერქის მიბაძვით. შემდეგ ჯგუფმა მილს ეთანი დაამატა, რომელიც ტიტანის ზედაპირზე არსებული ტბების მსგავსად თხევადი გახდა. საბოლოოდ, მათ დაამატეს აზოტი ტიტანის ატმოსფეროს შესაქმნელად, შემდეგ კი ოდნავ შეცვალეს ტემპერატურა მილში ტიტანის ზედაპირზე და მისი ატმოსფეროს სხვადასხვა ფენებში ტემპერატურის რყევების სიმულაციისთვის.
მათ უახლეს კვლევაში, რომელიც წარმოდგენილი იყო 26 აგვისტოს ამერიკის ქიმიური საზოგადოების საშემოდგომო შეხვედრაზე, გუნდმა დაამატა ორი ნაერთი, აცეტონიტრილი (ACN) და პროპიონიტრილი (PCN). კასინის მისიის მონაცემები მიუთითებს, რომ ეს ნაერთები უხვადაა ტიტანზე. წინა კვლევების უმეტესობამ შეისწავლა ეს ორი ნაერთი ცალ-ცალკე, მათი სუფთა სახით, მაგრამ გუნდს სურდა ენახა, რა მოხდებოდა ნაერთების შერევის შემთხვევაში, როგორც ეს შეიძლება იყოს ტიტანის შემთხვევაში. თითოეულ ნაერთთან ცალ-ცალკე მუშაობისგან განსხვავებით, თუ მათ ერთმანეთში აურიებთ, შეგიძლიათ მიიღოთ სრულიად განსხვავებული შედეგი სტრუქტურაში, ანუ როგორ იქნება მოლეკულების ორგანიზება და როგორ დაკრისტალდება მოლეკულები, ან გადაიქცევა მყარ ფორმაში.
ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ ტიტანის მსგავს პირობებში, ACN და PCN საკმაოდ განსხვავებულად იქცევიან, ვიდრე ცალკეული ნაერთები. კერძოდ, ტემპერატურა, რომლის დროსაც ნაერთები დნება ან კრისტალდება, მკვეთრად იცვლება, ასობით გრადუსი ცელსიუსით.
ეს დნობის და კრისტალიზაციის წერტილები აქტუალური იქნებოდა ტიტანის ბუნდოვან ყვითელ ატმოსფეროში. ატმოსფეროს სხვადასხვა ფენები განსხვავდება ტემპერატურით მთვარის ზედაპირის სიმაღლეზე, ამიტომ იმის გასაგებად, თუ როგორ იქცევიან ნისლში არსებული ქიმიკატები, ახალი კვლევა ვარაუდობს, რომ ტემპერატურის ეს რყევები უნდა იქნას გათვალისწინებული.
გარდა ამისა, მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ როდესაც ACN და PCN კრისტალიზდება, ისინი იღებენ სხვადასხვა კრისტალურ სტრუქტურას იმისდა მიხედვით, ისინი მარტო არიან თუ სხვა ნაერთების თანდასწრებით. კრისტალები იქმნება, როდესაც ნაერთის ცალკეული მოლეკულები გაერთიანებულია მაღალ ორგანიზებულ სტრუქტურაში. მიუხედავად იმისა, რომ ამ სტრუქტურის სამშენებლო ბლოკები - მოლეკულები - იგივე რჩება, ისეთ ფაქტორებზეა დამოკიდებული, როგორიცაა ტემპერატურა, ისინი შეიძლება გაერთიანდნენ ოდნავ განსხვავებულ კონფიგურაციებში.
კრისტალური სტრუქტურის ეს ვარიაციები ცნობილია როგორც პოლიმორფებიდა როდესაც ACN და PCN თავისთავად არსებობენ, ისინი იღებენ ერთ პოლიმორფს მაღალ ტემპერატურაზე და მეორეს დაბალ ტემპერატურაზე. მაგრამ მეცნიერებმა შენიშნეს, რომ თუ არსებობს ნარევი, მაშინ მაღალი ტემპერატურისა და დაბალი ტემპერატურის სტაბილურობა, გარკვეულწილად, შეიძლება შეიცვალოს. ამ წვრილმა დეტალებმა იმის შესახებ, თუ როდის და როგორ მიაღწევენ ნაერთები სტაბილიზებულ სტრუქტურას, შეიძლება მართლაც შეცვალოს გაგება იმისა, თუ რა მინერალების პოვნა შეიძლება ტიტანზე.
NASA-ს Dragonfly-ის მისია, რომელიც დაგეგმილია 2026 წელს გაშვება და სატურნში 2034 წელს ჩამოსვლა, შესაძლოა მეტი ინფორმაცია მოგვაწოდოს ტიტანის მინერალური შემადგენლობის შესახებ in situ.
ასევე წაიკითხეთ: