Щільна і товста атмосфера Титана могла з'явитися буквально «з нічого», в результаті давнього бомбардування супутника численними кометами і астероїдами.
Хоча супутник Сатурна Титан помітно більший за наш Місяць, особливу увагу він привертає не тому. Це єдиний супутник у Сонячній системі, що володіє власною атмосферою. Та ще й який: тиск біля поверхні тут приблизно в 1,5 рази вище, ніж на Землі. Вона більш ніж на 95% складається з азоту. Звідки вона взялася, чому і як з'явилася? Це - питання, вельми інтригуючі вчених.
За виразом планетолога Кетрін Нейш (Catherine Neish), «атмосфера Титана - одна з головних загадок Сонячної системи». Дійсно, супутників, різних, нам відомі сотні, величезних і крихітних, але ні на одному з них атмосфери немає. Титан - виняток.
Взагалі у вчених існують сумніви в тому, що Титан і його атмосфера зконденсувалися колись із загальної газопилової хмари. Звучать припущення про те, що щільна азотна атмосфера могла з'явитися багато після того, коли сам супутник вже був сформований. Однак дані, отримані місією Cassini-Huygens на початку 2000-х, піддали сумніву цей погляд на проблему. Справа в тому, що якщо азот атмосфери був колись вловлений гравітацією Титану, то разом з ним повинен був вловлюватися і утримуватися і аргон - газ більш важкий, ніж азот, і досить поширений в минулому Сонячної системи. Однак ніяких слідів аргону в сучасній атмосфері Титана не спостерігається - а значить, вона є для супутника «пізнім придбанням».
Є, втім, і альтернативні версії походження азоту в атмосфері Титана - наприклад, з атмосферного ж аміаку, в результаті фотохімічних реакцій, або ж під дією хімічних перетворень на гідротермальних нішах самого супутника. Однак і ці гіпотези не узгоджуються з даними Cassini-Huygens (докладніше про місію читайте в нашій замітці «За туманом»).
Нарешті, не так давно було висловлено думку про те, що азот став продуктом масивного бомбардування Титану кометами, астероїдами та іншими великими об'єктами. Врізаючись в багатий аміаком лід поверхні супутника, вони піднімали великі його кількості вгору і стимулювали розкладання до чистого азоту.
Ця гіпотеза була перевірена в лабораторії японським дослідником Ясушіто Секіна (Yasuhito Sekine) і його колегами. Вони моделювали можливий процес, за допомогою лазера розганяючи мікрочастинки золота, платини і міді до потрібних швидкостей і бомбардуючи ними суміш водного і аміачного льоду. Удари на швидкості понад 5,5 км/с призводили до виділення достатньої кількості тепла для того, щоб лід перетворювався на газоподібну суміш водню, азоту і води.
Дійсно, подібне цілком могло відбуватися на Титані між 3,8 і 4 млрд. років тому, в період Пізнього важкого бомбардування, коли практично всі внутрішні області Сонячної системи піддалися масивному «обстрілу» космічними тілами. За розрахунками, інтенсивність цього бомбардування була цілком достатньою для того, щоб на Титані відбувалося приблизно те ж, що і в лабораторії Ясушино Секіни.
Публікація ScienceNOW