Ismeretlen anyag köti össze Titánt és a Plútót

Vajon miből áll a Titán felszíne? Milyen anyagok borítják jégszirtjeit? A hasonló kérdéseket úgy lehet megválaszolni, hogy az égitestet elérő napfény visszaverődő részét megmérik. Az, hogy mi képes visszaverődni, és mit nyel el a légkör vagy a felszín egy-egy összetevője, jól jellemzi az ott található anyagokat.

Így e mérésekkel meg tudjuk állapítani, hogy mi is alkothatja egy égitest felszínét, vagy épp légkörét. Egy francia vezetésű nemzetközi kutatócsoport a Titán nevű Szaturnusz-hold felszínét szerette volna megvizsgálni a James Webb-űrteleszkóp (JWST) segítségével. A kutatás eredménye egyelőre preprintként olvasható, majd később az Astronomy & Astrophysics folyóiratban várható a megjelenése.

Mivel e holdnak normál fényben átlátszatlan, sűrű légköre van, ezt a megfigyelést csak trükkös módon lehet elvégezni. Az infravörös sugárzás egy bizonyos része átjut a légkörön, így ezt afféle ablakként is lehet tekinteni, a JWST pedig pont e tartományt vizsgálta most. A kutatók az 5 mikrométer körüli tartományban végeztek méréseket, mind a NIRSpec, mind pedig a MIRI nevű műszer segítségével. Mindegyik műszer mutatott egy különös jelet 5,11 mikrométeren, amelynek eredete egyelőre ismeretlen.

Mind a Titán hold, mind a Pluto törpebolygó légköre főként nitrogénből és metánból áll – a legfőbb különbség az, hogy a Titáné igen sűrű, a Pluto körül viszont épp csak észlelhető.

A mérési eredményeket kézhez kapva a kutatók először készítettek egy modellt a Titánról, amelyben a már ismert légköri vegyületek szerepeltek. A modell segítségével ábrázolták, miként kellene kinéznie a Titánról visszaverődő fény színképének a vizsgált tartományban. A modell igen jól, finom részleteiben vissza is adta a mért adatokat, egyetlen kivétellel: ez az 5,11 mikrométeres mérés eredménye volt. A mért adatokban jelen volt, ám a légköri modellben nem jelentkezett.

A színkép igen jó eszköz egy-egy anyag vagy épp egy égitest összetételének vizsgálatára. Mivel minden atom és molekula csak a fénynek egy bizonyos részével lép kölcsönhatásba, és ezek a speciális jellemzők mérhetők, így vissza lehet belőlük következtetni az adott anyag mibenlétére.

Rengeteg anyagról laboratóriumi mérések alapján tudjuk, miféle színképi (spektrális) jellemzőik vannak attól függően, milyen fényt bocsát ki, milyet nyel el vagy mi verődik róla vissza. A színképet egy-egy anyag ujjlenyomatának is tekinthetjük.

A kutatók szerint ez a jel nem a légkörből, hanem a Titán felszínéről érkezik. Ezt legkönnyebben úgy lehet megvizsgálni, hogy összehasonlítják az égitest peremein, illetve a közepén mért adatokat. Emellett a Pluto felszínének korábbi, egész más céllal készült vizsgálata, amelyben szintén megjelent ez a mérési adat, azt szintén sugallja, hogy nagyon nagy valószínűséggel felszíni eredetű e jel. A kutatók természetesen számos anyagot ellenőriztek is, és megpróbálták kitalálni, miből érkezhetett ez a jel.

A számos szóba jöhető szerves vegyületből három olyan jelöltet találtak, amelyeknek elég jó esélyük lehet a jel forrására. Az egyik az allének közé tartozó olyan vegyület, amelyben három szénatom kötődik egymáshoz, ilyen például a propadién.

A második jelölt a benzol – azonban ez úgy lehetséges csak, ha más anyagokba keveredve található meg. A harmadik alkalmasnak tűnő vegyület a ketén (más néven etenon), illetve ennek rokonságába tartozó anyag is elképzelhető jelölt.

Ezeken felül lehet persze még olyan szerves anyag is, amely besugárzás hatására a felszíni jégben alakul ki – azonban a Titán esetében ennek vajmi kevés esélye van, hisz a sűrű légkörön nem jut át sok sugárzás. A Pluto esetében azonban ez is elképzelhető magyarázat. A kutatók egyelőre keresik azt az összetevőt, ami a Titán körülményei közepette is megmagyarázhatná e jelet. Ehhez nem csillagászati megfigyelésekre, hanem laboratóriumi mérésekre volna legnagyobb szükség. Laboratóriumi mérésekkel meg lehet határozni, miféle anyag viselkedik így a Titán felszínén uralkodóhoz hasonló környezetben.

További adatot adhatnak még persze távcsöves mérések is, hisz nem mindegy, hogy a Titán felszínének pontosan mely részéről érkeznek ezek a rejtélyes jelek. Egészen más anyagot kell keresni akkor, ha például a dűnékről jön, és egészen másat akkor, ha a tavakban vagy a vízjég szirteken mutatkozna meg.

A végső bizonyítékot majd a Dragonfly küldetése nyújthatja. A NASA egy helikopter jellegű repülő laboratóriumot küld a Titán felszínére, amely ott számos helyszínen méréseket tud végezi. E küldetés 2028-ban indulhat, és 2034-ben érhet el a Titánra.