Klippor på Saturnus måne Titan sett av Cassini-sonden 2006.
(Bild: © NASA / JPL)
Stora, smidiga föreningar dyker upp över hela solsystemetoch ny forskning kan hjälpa till att rensa upp förvirring om hur de bildas på så många platser.
Denna forskning är baserad på laboratorieexperiment inspirerade av ett konstigt skämt som forskare har lagt märke till om spridande sandfält på Saturns måne Titan. Dessa sanddyner är fulla av föreningar som kallas polycykliska aromatiska kolväten som har ringliknande strukturer. På Titan lagerför sanddynerna en betydande del av månens kol. Och för att den månen är en av astrobiologernas mest frestande stenbrott för att potentiellt hitta liv bortom jorden, är kolsaker.
"Dessa sanddyner är ganska stora," berättade seniorförfattaren Ralf Kaiser, en kemist vid University of Hawaii på Manoa, till Space.com, nästan lika hög som den stora pyramiden i Egypten, tillade han. "Om du vill förstå kol- och kolvätecykeln och processerna med kolväten på Titan är det verkligen viktigt att naturligtvis förstå var den dominerande kolkällan kommer från."
På Titan finns det en enkel mekanism som forskare vet att troligen bygger polycykliska aromatiska kolväten: Dessa stora molekyler kan bildas i månens tjocka atmosfär och sätta sig ner till ytan. Men samma familj av föreningar har hittats på många världar som inte har någon sådan atmosfär, som dvärgplaneterna Pluto och Ceres och Kuiper Belt-objektet Makemake.
Kaiser och hans kollegor ville ta reda på hur polycykliska aromatiska kolväten skulle kunna existera i en värld som saknar en atmosfär för att skapa dem. Och när forskarna tittade på Titan såg de en ledtråd: Där är sanddynerna finns det inte många kolväte-is som annars är ganska vanliga på den månen.
Forskarna undrade om en andra process, en som äger rum på ytan, kunde förvandla is som acetylen till polycykliska aromatiska kolväten. I synnerhet trodde forskarna att den skyldige kunde vara galaktiska kosmiska strålar, energiska partiklar som kikar över rymden.
Så forskarna utformade ett experiment: Ta lite acetylenis, utsätt det för en process som imiterar galaktiska kosmiska strålar och se vad som händer. De efterliknade effekten av 100 års värde att pumma från dessa partiklar och mätte sedan mängderna av olika föreningar som hade bildats.
Forskarna fann flera olika smaker av polycykliska aromatiska kolväten. Detta antydde för teamet att interaktionen mellan kolväte-is och galaktiska kosmiska strålar verkligen skulle kunna förklara förekomsten av föreningarna, även där ingen atmosfär kan bilda dem.
"Detta är en ganska mångsidig process som kan hända var som helst," sa Kaiser. Det inkluderar inte bara Titan, utan även andra månar och asteroider, utan även korn av interstellärt damm och angränsande solsystem, sa han.
Därefter vill han och hans kollegor fastställa vilken specifik process som orsakar omvandlingen, sa Kaiser. Det kommer att bli svårt, sade han, eftersom den joniserande strålningen som teamet använde för att simulera kosmiska galaktiska strålar innehåller flera samtidiga processer.
Forskningslinjen är spännande såväl estetiskt som vetenskapligt, berättade Michael Malaska, som studerar planetar på NASA: s Jet Propulsion Laboratory i Kalifornien och som inte var involverad i den aktuella forskningen, berättade Space.com i ett e-postmeddelande. "Deras arbete stöder vidare att en del av Titans sand kan lysa vackra färger under UV-ljus," skrev han.
Forskningen beskrivs i ett papper publicerade igår (16 oktober) i tidskriften Science Advances.
- Landing on Titan: Bilder från Huygens sond på Saturn Moon
- Driva utforskning: Drönare kommer att vara interplanetära
- Fantastiska foton: Titan, Saturns största måne
Redaktörens anmärkning: Denna berättelse uppdaterades för att inkludera en kommentar från Michael Malaska. Skicka e-post Meghan Bartels på [email protected] eller följ henne @meghanbartels. Följ oss på Twitter @Spacedotcom och igen Facebook.
