Dois mundos em extremos quase opostos do sistema solar nos deram um mistério que não sabíamos que existia.
O gigante gasoso Saturno orbita Titã, uma lua com uma crosta de água gelada, lagos de metano e etano líquidos e uma atmosfera tênue.
No ponto mais distante do plano planetário, quatro vezes a distância média de Saturno ao Sol, esconde-se Plutão – uma paisagem congelada e brilhante esculpida por vulcões gelados.
Ambos os mundos são ricos em nitrogênio e hidrocarbonetos; Ambos estão envoltos em uma atmosfera onde a química gerada pelos raios solares cria uma névoa. E agora, em ambos os mundos, o JWST detectou uma assinatura química que nunca vimos antes.
Uma equipe liderada pelo astrônomo Bruno Bézard, do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS), identificou vários candidatos potenciais, com implicações para a compreensão de como surge a bioquímica complexa. Organização planetária contra a terra.
Seus resultados são aceitos Astronomia e Astrofísica e é O servidor de pré-impressão está disponível no arXiv.
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era um titã descoberto por Christian Huygens em 1655, mas a sua superfície estava escondida da vista por uma atmosfera nebulosa que foi formalmente identificada quando Gerard Kuiper detectou metano nos seus espectros em 1944.
Desde então, os cientistas conseguiram aprender muito sobre a superfície de Titã, apesar da sua atmosfera, em grande parte graças à sonda Cassini. É assim que conhecemos seus lagos, campos de dunas, montanhas e características tectônicas, por exemplo.
Mas informações detalhadas sobre a química da superfície da Lua têm sido mais difíceis de obter – o que é um pouco desconcertante, dado o que sabemos. há A confirmação sugere que Titã representa um laboratório perfeito para estudar a química prebiótica, ou as condições químicas que precederam a vida.
Titã tem uma atmosfera de nitrogênio, juntamente com metano, luz solar, partículas energéticas, chuva, rios, lagos e estações que se combinam para criar uma composição de carbono notavelmente diversificada.
Assim, cada vez que os cientistas descobrem algo novo sobre Titã, isso revela que tipo de bioquímica complexa poderia acontecer sem vida.
O telescópio espacial infravermelho JWST é uma ótima ferramenta para observar através das nuvens, então uma equipe de cientistas, incluindo Buzzard, reservou um tempo para observar sob a lua. Uma proposta de nome “Clima, composição e nuvens de Titã”.
Quando recuperaram os espectros, no entanto, o telescópio detectou uma característica de absorção que os investigadores não tinham detectado.
O mais intrigante é que a característica apareceu de forma independente em duas observações diferentes do instrumento JWST, tornando altamente improvável um erro instrumental.
Vamos voltar por um momento.
Quando o JWST estuda um objeto, ele registra luz em comprimentos de onda infravermelhos. Os átomos e moléculas presentes interagem com a luz de maneiras específicas, absorvendo-a e às vezes reemitindo-a em diferentes comprimentos de onda.
Quando você vê uma linha escura no espectro, conhecida como característica de absorção, significa que algo absorveu luz naquele comprimento de onda específico.
Muito quieto aqui. Cada átomo ou molécula tem seu próprio padrão único de absorção e emissão – uma impressão digital espectral que os cientistas podem usar para identificá-lo.
Então, o que isto significa aqui é que a característica de absorção de Titã não corresponde a nenhum absorvedor conhecido – sugerindo que Titã pode conter uma molécula ou outro elemento que ainda não foi detectado.
No entanto, a trama se complica.
UM Programa de monitoramento individualO JWST também olhou para Plutão. E as mesmas propriedades de absorção foram observadas – é apenas mais espesso e mais forte que o Titã.
Isso foi inesperado. Titã e Plutão estão ligados pela sua química rica em azoto e metano, mas separados por grandes diferenças de temperatura, pressão e geologia. No entanto, ambos parecem hospedar a mesma impressão digital química desconhecida.
Exatamente o que está gerando o sinal ainda não está claro.
O sinal é forte, consistente e se comporta como se viesse da superfície de ambos os mundos, e não da atmosfera.
No entanto, depois de comparar dezenas de compostos, nenhum deles é uma correspondência convincente. O benzeno puro, o propadieno, o ceteno e o acetileno são todos próximos, mas todos diferem o suficiente para impedir uma identificação confiável.
Uma possibilidade é que o culpado seja um composto conhecido que se comporta de maneira desconhecida. Misturadas com outros produtos químicos, ou dispostas numa forma física diferente, algumas moléculas podem absorver luz infravermelha em comprimentos de onda ligeiramente diferentes dos experimentados em laboratório.
Tudo nesta detecção sugere algo profundo, e o facto de aparecer tanto em Titã como em Plutão parece significativo.
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Isto indica que o sinal não é apenas uma estranha evocação de uma lua estranha, mas uma característica anteriormente não reconhecida da química partilhada por mundos frios, ricos em azoto e portadores de metano.
Observações futuras poderão ajudar a diminuir as possibilidades, mapeando onde o sinal aparece na superfície de Titã. E quando a NASA Missão Libélula Em meados da década de 2030, seu espectrômetro de massa integrado poderá detectar alguns compostos candidatos de perto.
Por enquanto, porém, o mistério permanece sem solução – uma sombra tênue à luz de um mundo estranho, sugerindo que o nosso sistema solar pode estar repleto de uma química subtil que ainda não compreendemos.
Resultados, aceitos para publicação Astronomia e AstrofísicaEnviado arXiv.
Este artigo foi verificado por Carly Casella e editado por Peter Dockrill. Embora nos orgulhemos de nosso processo, somos apenas humanos. Se você encontrar um erro, avise-nos.
