Das Southwest Research Institute hat sich mit der Carnegie Institution for Science zusammengetan, um Laborexperimente durchzuführen, um besser zu verstehen, wie Saturn Moon Titan seine einzigartige stickstoffreiche Atmosphäre aufrechterhalten kann. Titan ist der zweitgrößte Mond in unserem Sonnensystem und der einzige, der eine bedeutende Atmosphäre hat.
„Während Titan nur 40% der Durchmesser der Erde hat, hat Titan eine 1,5 -fache Atmosphäre wie die Erde, selbst mit einer geringeren Schwerkraft“ et Cosmochimica Acta. „Das Gehen auf der Oberfläche von Titan würde sich ein bisschen wie Tauchen anfühlen.“
Der Ursprung, das Alter und die Entwicklung dieser Atmosphäre, die ungefähr 95% Stickstoff und 5% Methan beträgt, hat Wissenschaftler seit seiner Entdeckung im Jahr 1944 verwirrt.
„Das Vorhandensein von Methan ist für die Existenz der Titans Atmosphäre von entscheidender Bedeutung“, sagt Miller. „Das Methan wird durch Reaktionen, die durch Sonnenlicht verursacht werden, entfernt und würde in etwa 30 Millionen Jahren verschwinden, wonach die Atmosphäre auf die Oberfläche einfrieren würde. Wissenschaftler glauben, dass eine innere Quelle das Methan wieder auffüllen muss, oder die Atmosphäre hat eine geologisch kurze Lebensdauer.“
Miller war auch der Hauptautor eines in der Astrophysical Journal veröffentlichten Papiers aus dem Jahr 2019, in dem ein theoretisches Modell für die Entwicklung der Atmosphäre vorgeschlagen wurde und im Laufe der Jahre aufgefüllt wurde. Das Papier theoretisiert, dass große Mengen hochkomplexer organischer Materialien im felsigen Innenraum von Titan erhitzt werden und Stickstoff sowie Kohlenstoffgase wie Methan freisetzen. Das Gas sickert dann an der Oberfläche, wo es eine dicke Atmosphäre um den Mond bildet. Diese Theorie wird durch die jüngsten Experimente bestätigt, in denen organische Materialien auf Temperaturen von 250 bis 500 Celsius bei Drücken von bis zu 10 Kilobars zur Simulation der inneren Bedingungen von Titan erhitzt wurden. Die Experimente erzeugten Kohlenstoffgase wie Kohlendioxid und Methan in ausreichenden Mengen, um das atmosphärische Reservoir des Titans zu versorgen.
Das Papier basiert größtenteils auf Daten der Cassini-Huygens-Raumfahrzeugmission von NASA, die 1997 gestartet wurde und das Saturn-System von 2004 bis 2017 untersuchte. Die NASA plant, seine nächste Mission im Saturn-System im Jahr 2028 mit einem Raumschiff zu starten. Es wird einen Quadcopter enthalten, der Titan aus der Nähe erkunden und untersuchen wird, ob Umgebungen bei Titan jemals fürs Leben geeignet sein können. Miller arbeitet als nächstes mit einem globalen Forscherteam zusammen, um die Bewohnbarkeit des unterirdischen flüssigen Ozeans zu untersuchen.
