Метановые реки и ацетиленовые берега Титана
На самом крупном спутнике Сатурна могут существовать необычные твёрдые вещества.
Спутник Сатурна Титан – удивительное место в нашей Солнечной системе. У него плотная атмосфера, состоящая преимущественно из азота, а на его поверхности текут реки из жидких углеводородов: метана и этана. Даже несмотря на свои –180 градусов Цельсия Титан был бы райским уголком для нефтяников и газовиков, ведь ценное сырьё там лежит в прямом смысле на поверхности – добывай сколько хочешь. Так что вполне возможно, что вместо романтических полётов на Марс и поиск на нём следов прошлой жизни, в антиутопическом будущем нас ожидает газодобыча на Титане. Однако пока, к счастью, Титаном интересуются лишь люди науки и исключительно с благими целями – узнать, как устроен этот уникальный мир с углеводородами вместо воды.
Исследователи из Лаборатории реактивного движения НАСА и Организации по ядерной науке и технике Австралии представили на проходящей в Сиэтле астробиологической конференции доклад о необычных «минералах», которые могут существовать на Титане. Они могут объяснить происхождение странных светлых областей вокруг метановых озёр, наблюдавшихся с зонда Кассини. На сегодняшний день известно, что в атмосфере Титана образуются различные органические соединения, например бензол и ацетилен, которые потом вместе с углеводородными дождями осаждаются на поверхности и попадают в метановые озёра. Поскольку любому озеру, даже состоящему из метана или этана, совсем не чужд такой процесс, как испарение, то можно предположить, что эти светлые области – своего рода «осадок», образованный после улетучивания метана, по аналогии с высыханием морской воды, когда остаются крупинки соли. Но из чего может состоять такой осадок на Титане?
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи воссоздали условия с низкой температурой в специальном криостате, после чего смоделировали осаждение ацетилена и бутана. Оба этих вещества при комнатной температуре представляют собой газы, а при температуре, которая может быть на Титане, это будут уже твёрдые вещества. В чём же проблема, спросите вы, значит, по берегам метановых озёр находится твёрдый ацетилен или бутан. Однако такие вещества даже в твёрдом состоянии способны испаряться. Благодаря подобным процессам в морозный зимний день выпавший с утра снег к вечеру «куда-то» пропадает. Поэтому и «осадок» из твёрдого ацетилена или бутана на берегу озера на Титане довольно быстро бы исчез.
На деле оказалось, что ацетилен и бутан при охлаждении способны образовывать так называемый смешанный кристалл. Его особенность состоит в том, что это не просто смесь двух твёрдых веществ, как если бы вы смешали вместе соль и сахара, а два вещества, объединённые в одной кристаллической решётке. Такая общая структура оказаться устойчивее, чем вещества по отдельности. Авторы работы ранее обнаружили подобные структуры для смеси бензола с этаном и ацетилена с аммиаком, но смешанный кристалл ацетилена с бутаном, как они полагают, наиболее вероятный претендент для объяснения светлого гало вокруг углеводородных озёр на Титане.
По материалам 2019 Astrobiology Science Conference
