Учёные из Юго-Западного исследовательского института совместно с Институтом науки Карнеги провели серию лабораторных экспериментов, чтобы разгадать тайну уникальной атмосферы Титана — крупнейшего спутника Сатурна.
Титан, второй по величине спутник в Солнечной системе, остаётся единственным, обладающим плотной атмосферой. По словам ведущего автора исследования, доктора Келли Миллер, несмотря на то, что диаметр Титана составляет всего 40% от земного, его атмосфера в полтора раза плотнее земной, даже при меньшей гравитации. «Прогулка по поверхности Титана ощущалась бы примерно как подводное плавание», — отмечает учёный.
Атмосфера спутника, обнаруженная в 1944 году, на 95% состоит из азота и на 5% из метана. Её происхождение, возраст и эволюция долгое время оставались загадкой для научного сообщества. Особое внимание учёных привлекает присутствие метана, который под воздействием солнечного света должен был бы исчезнуть примерно за 30 миллионов лет, после чего атмосфера замёрзла бы на поверхности спутника.
В 2019 году доктор Миллер представила теоретическую модель формирования и поддержания атмосферы Титана. Согласно этой модели, в каменистых недрах спутника происходит нагрев сложных органических материалов, в результате чего выделяются азот и углеродные газы, включая метан. Эти газы просачиваются на поверхность, формируя плотную атмосферу.
Недавние эксперименты подтвердили эту теорию: при нагреве органических материалов до температур 250-500 градусов Цельсия при давлении до 10 килобар, имитирующих условия в недрах Титана, действительно выделяются углекислый газ и метан в количествах, достаточных для поддержания атмосферы спутника.
Исследование во многом основано на данных космического аппарата «Кассини-Гюйгенс», исследовавшего систему Сатурна с 2004 по 2017 год. NASA планирует запустить следующую миссию к системе Сатурна в 2028 году. Космический аппарат Dragonfly будет оснащён квадрокоптером для детального исследования Титана и поиска признаков возможной жизни. Доктор Миллер продолжает работу с международной командой учёных по изучению обитаемости подповерхностного жидкого океана спутника.