Раскрыта загадка происхождения атмосферы на Титане

Спутник Сатурна Титан — одно из самых удивительных мест во всей Солнечной системе. Это единственный из спутников планет, обладающий весьма плотной атмосферой, и единственное небесное тело, на котором, как на Земле, существует круговорот жидкости. В случае Титана это прежде всего метан, а не вода: здесь он образует реки, озера и моря, испаряется в облака и снова проливается на поверхность.

Однако атмосфера спутника не менее удивительна. Она намного холоднее, плотнее и массивнее нашей и состоит из азота на целых 95 процентов. Ничего подобного нет даже на более крупных спутниках Юпитера, и происхождение атмосферы Титана остается загадкой. «Основная теория предполагает, что аммиак в форме льда доставлялся кометами и в ходе столкновений или фотохимических процессов превращался в азот», — говорит Келли Миллер (Kelly Miller) из Юго-Западного исследовательского института в Техасе.

В новой статье, которую Миллер и ее соавторы опубликовали в Astrophysical Journal, основное внимание уделено другому распространенному компоненту комет — простым органическим соединениям. В самом деле, оставшиеся пять процентов атмосферы Титана почти целиком составляет метан. Он постоянно выводится из круговорота, превращаясь в более крупные и тяжелые молекулы и оседая на поверхности спутника. Поэтому запасы метана, как предположили ученые, должны постоянно пополняться.

Авторы рассмотрели данные, полученные европейским зондом Rosetta, который несколько лет назад сблизился с кометой 67Р/Чурюмова — Герасименко и показал, что органика составляет до четверти ее массы. Кометы — тела примитивные, образовавшиеся еще в ранней Солнечной системе, и множество их могли еще тогда войти в состав более крупных тел, планет и спутников. «Плотные, богатые органикой каменистые породы могут находиться у него в недрах», — продолжает Келли Миллер.

Ученые смоделировали такой сценарий, показав, что органика, включенная таким образом в состав Титана, может постоянно разлагаться под действием высокой температуры и давления в его недрах. Этот непрерывный процесс ведет к высвобождению газов — прежде всего метана, — который просачивается к поверхности. По расчетам авторов, подобная гипотеза может объяснять около половины всей массы азота, который накопила плотная и загадочная атмосфера спутника.