Hur månen Titan lyckas behålla sin atmosfär

 

Bild wikipedia (engelska). En modell av Titans inre struktur.

Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i vårt solsystem och den enda månen som har en betydande atmosfär.

"Trots att Titan bara är 40 procent av jordens diameter har den en atmosfär som är 1,5 gånger tätare än jordens även fast denna måne har en lägre gravitation", beskriver SwRI:s (Southwest Research Institute) Dr. Kelly Miller, huvudförfattare till en artikel om denna upptäckt som publicerats i tidskriften Geochimica et Cosmochimica Acta.

Ursprunget, åldern och utvecklingen av denna atmosfär, som består av ungefär 95 % kväve och 5 % metan, har förbryllat forskare sedan den upptäcktes 1944.

"Närvaron av metan är avgörande för existensen av Titans atmosfär", beskriver Miller. – Metanet avlägsnas genom reaktioner orsakade av solljus och borde ha försvunnet efter cirka 30 miljoner år efter dess bildande (men vet man när den bildades kanske det var i relativ nutid) varefter atmosfären skulle fryst till is. Men det har inte skett på Titan, forskare tror att en intern källa fyller på metan annars skulle atmosfären haft en geologiskt kort livslängd.

Miller var också huvudförfattare till en artikel från 2019 som publicerades i Astrophysical Journal där en teoretisk modell för hur atmosfären kan ha utvecklats och fyllts på under åren beskrevs. Artikeln teoretiserar att stora mängder mycket komplexa organiska material värms upp i Titans steniga inre vilket frigör kväve såväl kolgaser som metan. Gasen sipprar sedan ut på ytan där den bildar en kraftig atmosfär.

Denna teori bekräftas av de senaste experimenten sär man värmde upp organiska material till temperaturer på 250 till 500 grader Celsius vid tryck upp till 10 kilobar för att simulera de inre förhållandena som råder hos  Titan. Experimenten producerade kolgaser som koldioxid och metan i tillräckliga mängder för att hjälpa till att försörja Titans atmosfär.

Artikeln är till stor del baserad på data från NASA:s rymdfarkost Cassini-Huygens, som sköts upp 1997 och utforskade Saturnus-systemet från 2004 till 2017.

NASA planerar att skjuta upp en sond till Saturnus-systemet 2028 med en rymdfarkost som kallas Dragonfly. Den kommer att innehålla en quadcopter som är utformad för att utforska Titan på nära håll och undersöka om miljön på Titan någonsin kan ha varit gynnsamma för liv. Miller arbetar härnäst med ett globalt team av forskare för att studera möjligheten för liv i havet bestående av etan och metan under ytan på Titan.