Elementele constitutive ale satelitului Titan ar putea antedata planeta Saturn

Un studiu cofinatat de NASA si ESA a gasit dovezi clare ca azotul din atmosfera satelitului planetei Saturn, Titan, a originat in conditii similare cu locul de nastere a majoritatatii cometelor vechi din norul Oort. Descoperirea exclude posibilitatea ca elementele constitutive ale lui Titan sa se fi format in discul de material cald despre care se crede ca ar fi inconjurat planeta Saturn in faza sa de formare.

Principala implicatie a acestor noi cercetari este ca elementele constitutive ale satelitului Titan s-au format devreme in istoria sistemului solar, in discul rece de gaze si praf care a dat nastere Soarelui. Acesta a fost, totodata, locul de nastere al numeroase comete, care retin astazi o compozitie primitiva sau in mare parte neschimbata.

Studiul, condus de Kathleen Mandt de la Institutul de Cercetare Sud-Vest din San Antonio, a fost publicat saptamana aceasta in Astrophysical Journal Letters. Printre coautorii studiului se numara colegi de la Centrul National de Cercetare Stiintifica din Franta (CNRS) si Observatoire de Paris.

Azotul este ingredientul principal al atmosferei Pamanului, precum si al atmosferei lui Titan. Satelitul Saturnul are dimensiunea unei planete si este frecvent comparat cu o versiune tanara a Pamantului, blocata intr-o stare de inghet.

Lucrarea sugereaza ca informatiile despre elementele constitutive ale lui Titan sunt inca prezente in atmosfera rece a satelitului, permitanu-le cercetatorilor a testeze idei diferite despre modul in care obiectul celest s-ar fi putut forma. Mandt si colegii sa demonstreze ca un anumit indiciu chimic cu privire la originea azotului de pe Titan ar trebui sa fie, in esenta, la fel astazi ca si atunci cand satelitul s-a format, in urma cu pana la 4,6 miliarde de ani. Acest indiciu este raportul dintre un izotop e azot, numit azot-14 si un alt izotop numit azot-15.

Echipa constata ca sistemul nostru solar nu este suficient de in varsta pentru ca acest raport dintre izotopii de azot sa se fi schimbat semnificativ. Acest lucru este contrar a ceea ce oamenii de stiinta au presupus pana acum.

„Cand ne-am uitat cu atentie la modul in care acest raport ar fi putut evolua cu timpul, am constatat ca era imposibil ca el sa se schimbe in mod semnificativ. Atmosfera lui Titan contine atat de mult azot care niciun proces poate modifica in mod semnificativ acest indiciu chiar daca trece mai mult de patru miliarde de ani din istoria sistemului solar”, a spus Mandt.

Schimbarea mica in raportului de izotopi pe perioade lungi de timp ii impiedica pe cercetatori sa compare elementele constitutive ale lui Titan cu alte obiecte din sistemul solar in cautare de conexiuni.

Pentru cercetatorii planetari care investigheaza misterul formarii sistemului solar, raportul izotopilor este cel mai valoros tip de indiciu pe care il pot colecta. In cazul atmosfereor planetare si a materialelor de suprafata, cantitatea specifica a unei forme pe care o ia un element, precum azotul, in raport cu alta forma a aceluiasi element poate fi un instrument de diagnostic puternic fiind strans legata de conditiile in care s-au format aceste materiale.

Studiul are si implicatii pentru Terra, sprijinind teoria ca amoniul inghetat de la comete nu este, cel mai probabil, principala sursa a azotului de pe Terra. In trecut, cercetatorii au presupus ca exista o legatura intre comete, Titan si Pamant, si au mai presupus ca raportul dintre izotopii de azot din atmosfera originara a lui titan este acelasi cu raportul care apare astazi pe Pamant.

Masuratori ale raportului izotopilor de azot de pe Titan realizate de mai multe instrumente ale misiunii comune NASA-ESA Cassini-Huygens a aratat acest lucur nu se intampla – ceea ce inseamna ca acest raport este diferit pe Titan fata de Pamant – in timp ce masuratorile raportulului in cazul cometelor au confirmat conexiunea lor cu Titan. Acest lucru inseamna ca azotul de pe Terra si cel de pe Titan trebuie sa fi provenit din surse diferite.

Alti cercetatori au aratat anterior ca este probabil ca raportul izotopilor de azot de pe Pamantul sa nu se fi schimbat semnificativ de la formarea planetei noastre.

„Unii cercetatori au sugerat ca meteoritii au adus azotul pe Pamant, sau ca azotul a fost capturat direct de pe discul de gaze care a format Soarele. Acesta este un puzzle interesant pentru investigatii viitoare”, a aratat Mandt.

Mandt si colegii sai asteapta sa vada daca concluziile lor sunt sustinute de date obtinute de misiunea Rosetta a ESA atunci cand studiaza cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko spre sfarsitul acestui an. Daca analiza lor este corecta, cometa ar trebui sa aiba un raport mai mic intre cei doi izotopi – in acest caz de hidrogen – decat raportul de pe Titan. In esenta, ei cred ca acest raport chimic de pe Titan este mult mai asemanator cu cel de pe cometele din norul Oort decat cu cel de pe cometele care au originat in Centura Kuiper, care incepe aproape de orbita lui Neptun. 67P / Churyumov-Gerasimenko este o cometa din Centura Kuiper.

„Acest rezultat interesant este un exemplu cheie al felului in care Cassini adauga la ceea ce stim despre istoria sistemului solar si cum s-a format Pamantul”, a declarat cercetatorul Scott Edgington de la Jet Propulsion Laboratory al NASA, care lucreaza la misiunea Cassini.

Misiunea Cassini-Huygens este un proiect comun al Agentiei Spatiale Americane (NASA), Agentiei Spatiale Europene (ESA) si al Agentiei Spatiale Italiene.

Rosetta este o misiune ESA cu contributii de la statele sale membre si de la NASA.