Bilim adamları, Satürn'ün en büyük ayı olan Titan'da var olan benzersiz kimyasal koşulları, Dünya'daki küçük cam silindirlerde yeniden yarattılar ve deney, ayın mineral bileşiminin daha önce bilinmeyen özelliklerini ortaya çıkardı.
Titan, Jüpiter'e ait Ganymede'den sonra güneş sistemindeki en büyük ikinci uydudur, esas olarak metan katkılı nitrojenden oluşan yoğun bir atmosfere sahiptir. Bu sarımsı pus, sıcaklığı -180°C civarında tutar. Atmosferin altında, özellikle kutupların yakınında, Titan'ın buzlu kabuğunu kaplayan göller, denizler ve sıvı metan ve etan nehirleri vardır. Dünyadaki sıvı su gibi, bu doğal gazlar buharlaştıkları, bulutlar oluşturdukları ve ardından Ay'ın yüzeyine yağdıkları bir döngüye katılırlar.
Titan'ın yoğun atmosferi, sıvı yüzeyi ve mevsimsel hava döngüleri bu soğuk ayı biraz Dünya'ya benzetir ve gezegenimiz gibi karbon, hidrojen ve oksijen içeren organik moleküllere sahiptir. Titan'da meydana gelen bu organik kimya nedeniyle, bilim adamları, gezegende yaşam ortaya çıkmadan önce Dünya'da meydana gelen kimyasal reaksiyonları incelemek için ayın büyük bir laboratuvar görevi görebileceğine inanıyorlar.
Ancak yalnızca bir uzay aracı, Cassini, Satürn'ü ve uydularını ayrıntılı olarak gözlemledi, bu da Titan'da keşfedilen garip kimyasal bileşimle ilgili yer tabanlı çalışmaların yürütülmesini zorlaştırıyor. Bu nedenle, bir grup bilim adamı yakın zamanda Titan'ı bir test tüpünde modellemeye karar verdi.
İlk olarak, grup sıvı suyu küçük cam silindirlere yerleştirdi ve sıcaklığı titaniğinkine benzer koşullara düşürdü. Su, Titan'ın buzlu kabuğunu taklit ederek dondu. Ekip daha sonra tüpe, Titan'ın yüzeyindeki göller gibi sıvı hale gelen etan ekledi. Son olarak, Titan'ın atmosferini oluşturmak için nitrojen eklediler ve ardından Titan'ın yüzeyindeki ve atmosferinin farklı katmanlarındaki sıcaklık dalgalanmalarını simüle etmek için tüpteki sıcaklığı hafifçe değiştirdiler.
26 Ağustos'ta American Chemical Society Sonbahar Toplantısında sunulan son çalışmalarında ekip iki bileşik, asetonitril (ACN) ve propionitril (PCN) ekledi. Cassini misyonundan elde edilen veriler, bu bileşiklerin Titan'da bol miktarda bulunduğunu gösteriyor. Önceki çalışmaların çoğu, iki bileşiği saf hallerinde ayrı ayrı inceledi, ancak ekip, Titan'da olabileceği gibi, bileşiklerin karıştırılması durumunda ne olacağını görmek istedi. Her bileşikle ayrı ayrı çalışmaktan farklı olarak, onları bir araya getirirseniz yapıda tamamen farklı bir sonuç elde edebilirsiniz, yani moleküllerin nasıl organize edileceği ve moleküllerin nasıl kristalleşeceği veya katı bir forma dönüşeceği.
Ekip, titanyum benzeri koşullar altında ACN ve PCN'nin her iki bileşikten de tek başına oldukça farklı davrandığını buldu. Yani, bileşiklerin eridiği veya kristalleştiği sıcaklıklar, yüzlerce santigrat derece mertebesinde dramatik bir şekilde değişir.
Bu erime ve kristalleşme noktaları, Titan'ın puslu sarı atmosferiyle ilgili olacaktır. Atmosferin farklı katmanları, ay yüzeyinin üzerindeki rakıma bağlı olarak sıcaklıkta değişiklik gösterir, bu nedenle, pustaki kimyasalların nasıl davrandığını anlamak için, yeni çalışma, bu sıcaklık dalgalanmalarının dikkate alınması gerektiğini öne sürüyor.
Ek olarak bilim adamları, ACN ve PCN'nin kristalleştiğinde, tek başlarına veya başka bir bileşik varlığında olmalarına bağlı olarak farklı kristal yapıları benimsediklerini keşfettiler. Kristaller, bir bileşiğin tek tek molekülleri son derece organize bir yapı halinde birleştirildiğinde oluşur. Bu yapının yapı taşları - moleküller - sıcaklık gibi faktörlere bağlı olarak aynı kalsalar da, biraz farklı konfigürasyonlarda bir araya gelebilirler.
Kristal yapıdaki bu değişimler, polimorflarve ACN ve PCN kendi başlarına var olduklarında, yüksek sıcaklıklarda bir polimorfu ve düşük sıcaklıklarda başka bir polimorfu benimserler. Ancak bilim adamları, bir karışım varsa, yüksek sıcaklık ve düşük sıcaklığın kararlılığının bir anlamda değiştirilebileceğini fark ettiler. Bileşiklerin ne zaman ve nasıl kararlı bir yapıya ulaştığına dair bu ince ayrıntılar, Titan'da hangi minerallerin bulunabileceği konusundaki anlayışı gerçekten değiştirebilir.
NASA'nın 2026'da başlaması ve 2034'te Satürn'e varması planlanan Dragonfly görevi, Titan'ın yerinde mineral bileşimi hakkında daha fazla bilgi sağlayabilir.
Ayrıca okuyun: