Oxigénvándorlás a Szaturnusz holdrendszerében

949

A NASA Goddard Űrrepülési Központjának munkatársai – J. Cooper és E. Sittler vezetésével – a Cassini-űrszonda eredményeinek felhasználásával tanulmányozták a Szaturnusz holdrendszerében, illetve a bolygó mágneses terében lejátszódó, különböző folyamatok dinamikáját, és a közöttük esetlegesen fennálló kapcsolat lehetőségét.
 
A kutatók egyik csoportja az Enceladus nevű hold gejzírjeinek létrejöttével kapcsolatban végzett vizsgálatokat. A Szaturnusz egyik legérdekesebb kísérőjének déli pólusvidékén feltörő vízgőzfelhőket (melyek a holdon működő, ún. jeges vagy kriovulkanizmus eredményei) már többször sikerült megfigyelni – sőt, a Cassini többször készített felvételeket a kitörések forrásairól, és átrepült az űrbe kidobódó anyagfelhőkön is.  
 
A NASA szakembereinek új eredményei arra utalnak, hogy a gejzírek kialakulásában fontos szerepet játszik a hold felszínét érő kozmikus sugárzás, ami nagy előrelépést jelent az eddigi modellekhez képest. A kutatók szerint a Szaturnusz mágneses terében gyorsan mozgó, töltött részecskék (nagyrészt elektronok) nagy számban érik el az Enceladus jeges felszínét, s energiájuk szétbontja a jeget alkotó molekulák (víz, ammónia, metán és egyéb szénhidrogének) egy részét. A molekuladarabok – a jégpáncélnak az árapályerők és mikrometeorit-becsapódások okozta, folyamatos olvadása-újrafagyása következtében – eljutnak a felszín mélyebb rétegeibe is, ahol kölcsönhatásba lépnek más alkotóelemekkel. Ezen folyamatok során illékony gázok is keletkeznek, melyek nyomása folyamatosan nő, amíg robbanásszerűen ki nem törnek a felszín alól.
 


Montázs a Cassini által vizsgált szaturnuszholdakról. A legújabb vizsgálatok szerint a gyűrűs bolygó kísérői nemcsak dinamikai, hanem kémiai kapcsolatban is állnak egymással (NASA/JPL/Space Science Institute).

 
Az Enceladus gejzírjei révén tehát nem csak vízgőz és ammónia, hanem hidrogén- és oxigénatomok is kijutnak a világűrbe, melyek a Szaturnusz magnetoszférájában utazva más holdakra is eljuthatnak. Így többek között a Titanra is, melynek – a bolygó többi holdjával ellentétben – különösen sűrű és vastag légkörében az oxigén (a korábbi elméletekkel szemben) akár a felszínig is lejuthat. Ezt a teóriát korábban azért vetették el a szakértők, mert az oxigén normális esetben reakcióba lép a Titan légkörének alkotóelemeivel (különösen a metánnal), s ez új vegyületek (szén-monoxid, szén-dioxid) létrejöttéhez vezet. A NASA-csoport néhány tagja azonban olyan megoldást talált, ami megváltoztatja az eddigi feltevéseket. Elméletük szerint a légkörbe érkezõ oxigénatomokat csapdázhatják a hold légkörében lévõ fullerénmolekulák (hatvan, vagy annál is több szénatomot tartalmazó, öt- és hatszögű gyűrűkből felépülő, zárt molekulák), "megvédve" azokat a kémiai reakcióktól.  
 


Különböző típusú fullerénmolekulák. Ahogyan a c) esetben is látható, ezek a szénmolekulák akár egyes atomok "csapdázására" is képesek – a NASA kutatói szerint a Titan hold légkörébe érkezõ oxigénatomok így képesek eljutni a felszínig (forrás: U. of Tokyo).

A fullerénmolekulák egymással, vagy más policiklusos aromás szénhidrogénekkel (PAH) laza kötődésű, nagyméretű aeroszolokat alkotva egészen a felszínig süllyedhetnek. A számítások alapján a Titant – is – érő kozmikus sugárzás hatására a leérkező, oxigént is tartalmazó fullerének még komplexebb vegyületekké, akár az élet alapköveinek számító aminosavakká is alakulhatnak.
 
Bár a Titan légkörében lévő fullerénmolekulák létét megfigyelésekkel még nem sikerült igazolni, az új eredmények tükrében az mindenképpen biztosnak tűnik, hogy a Szaturnusz kísérői nemcsak dinamikai, hanem kémiai kapcsolatban is állnak egymással, s hogy a főként az Enceladusról származó víz és oxigén jó eséllyel más holdak légköri és felszíni folyamataiban is fontos szerepet játszhat.
 
Forrás: NASA News, 2010.07.01.

Hozzászólás

hozzászólás