Морган Кэбл изготовляет уменьшенные модели инопланетных ландшафтов. Она может сделать озеро, размеры которого не больше стакана, микроскопический дождь и другие чудеса. Сейчас сотрудница НАСА работает над очередной миниатюрой. Это уменьшенная модель планеты Титан (спутник Сатурна). На ней, как известно, температура иногда опускается до нескольких сотен градусов Цельсия ниже нуля. Тогда реки жидкого метана и этана превращаются в ледяные долины.
«Мы можем в некотором смысле коснуться Титана здесь, в лаборатории, несмотря на то что он находится в миллионах километров отсюда», — говорит Кэбл. Она работает в Отделе астробиологии и океанов НАСА.
Открытие
Во время работы над уменьшенной моделью Титана ученым удалось сделать потрясающее открытие.
Смешав ацетилен и бутан особым образом, они получили минерал неизвестного ранее вида.
Описание
Полученный материал не похож ни на один из земных видов. До сих пор неизвестно, способен ли он появиться в естественных условиях. Скорее всего, это невозможно. Но его присутствие на Титане вполне вероятно. Ведь поверхность этой планеты богата углеводородом.
Если он там действительно есть, то перед учеными открываются новые пути исследования Титана. Возможно, в ближайшем будущем сотрудники НАСА поведают миру новые тайны о появлении этого спутника Сатурна и его составе.
Возможна ли жизнь на Титане?
Открытие нового минерала может приблизить ученых к ответу и на этот вопрос. «Мы держим наши пальцы скрещенными в надежде, что узнаем что-то интересное», — признается Морган Кэбл.
История открытия
Несколько лет назад Морган Кэбл и ее коллеги прочитали статью об озерах водорода, находящихся на Титане. Когда эти котлованы высыхают, остается некая неизвестная субстанция. Это похоже на мыльные разводы, которые появляются на ванне. Ученые заинтересовались, из чего эти образования могут состоять.
Специалисты предположили, что имеют дело с наименее растворимым веществом на Титане.
Опыт
Ученые взяли бензол и этан. Данные вещества невозможно смешать, так же как масло с водой. Исследователи предположили, что если вся жидкость из озер, находящихся на Титане, испарится, то останется бензол. В лаборатории при смешивании этих компонентов образовались кристаллы. Чтобы узнать о них больше, специалисты решили направить на кристаллы лазерные лучи и посмотреть, как они рассеются. Такой метод называется рамановской спектроскопией. Он позволяет изучить химические связи между молекулами.
«Один из моих коллег посмотрел на спектрограмму и сказал: «Ого! Здесь происходит что-то странное», — вспоминает Морган Кэбл.
Что случилось?
Бензол собрался вокруг этана. Так был создан органический кристалл. Вдохновленные таким результатом специалисты НАСА стали проводить опыты с другими веществами, обнаруженными на Титане. В конце концов они остановились на двух из них — ацетилене и бутане. Эти элементы встречаются довольно часто на всей поверхности самого большого спутника Сатурна.
Оба вещества при комнатной температуре переходят в газообразное состояние. Эти компоненты закачали в небольшую морозильную камеру. В нее также было помещено стекло. На нем произошла конденсация газов, которые затем превратились в кристаллы.
Оставшиеся вопросы
Кэбл и ее коллег также интересовал вопрос: насколько прочны получившиеся кристаллы и сколько они могут просуществовать на планете Титан? Она, как известно, отличается довольно суровыми условиями: низкими температурами и высоким давлением.
Оказалось, что эти вещества очень крепкие. На их поверхность налили жидкий этан. Нечто подобное могло бы произойти во время проливного дождя на Титане. Кристаллы остались целыми.
Результаты
Это исследование оказалось очень важным. Оно изменило не только представления ученых о планете Титан, но и о Вселенной в целом.
«Невозможно изучать Землю, не зная многообразия химических элементов и минералов, существующих на ней, — говорит сотрудник Вашингтонского университета Баптист Журно. — Без этого нельзя понять, откуда взялись горы, почему образовались вулканы и так далее».
Это справедливо и для других планет и их спутников. Титан вызывает у людей огромный интерес, потому что его атмосфера напоминает земную, а ландшафт достаточно разнообразен. На этом спутнике Сатурна есть дюны. Они расположены главным образом на экваторе. Ледяные булыжники разбросаны по равнинам. На Титане, как и на Земле, есть моря и озера. А возле берега может даже образовываться морская пена. Но химические составы Земли и Титана не совпадают. В атмосфере спутника Сатурна было найдено много токсичных веществ. Если полученный недавно минерал действительно существует на Титане, то это облегчит работу ученых. Они смогут узнать много нового об этом уникальном мире и его развитии.
Внеземная жизнь
На нашей планете существуют микробы, питающиеся ацетиленом. Вполне возможно, что открытый минерал является источником пищи для инопланетных микробов. Хотя любые разговоры о жизни на Титане по-прежнему остаются всего лишь догадками. Журно, который также работает в Институте астробиологии НАСА, предупреждает, что среду нельзя считать обитаемой только потому, что она кажется такой.
«Мне очень интересно изучать этот вопрос. Это очень здорово, — говорит доцент кафедры теоретической химии в шведском университете Чалмерса. — Похоже, что не так много людей занимаются подобной работой. И я полагаю, что осталось еще достаточно неоткрытых кристаллов».
«Стрекоза»
В будущем исследователи узнают гораздо больше о планете Титан. Ведь недавно космическим агентством НАСА была запущена программа «Стрекоза». Во время полетов над планетой космический корабль, похожий на вертолет, будет исследовать Титан в нескольких направлениях. Плотная, спокойная атмосфера и низкий уровень гравитации делают полеты идеальным способом перемещения по данной планете. Поэтому с конца девяностых годов двадцатого века ученые предлагали для исследования Титана такие технические приспособления, как вертолет, воздушный шар и самолет. За час «Стрекоза» будет преодолевать десятки километров. Это гораздо быстрее скорости любого аппарата, движущегося по поверхности планеты. Вертолету понадобится всего одна посадка в день. Сутки на Титане равны 16 земным. За это время «Стрекоза» будет пролетать сотни километров. И так будет продолжаться в течение двух лет.
Но несмотря на отличные летные качества, аппарат проведет большую часть времени на поверхности Титана, делая необходимые измерения и беря образцы почвы и минералов. На этой планете практически всегда туманно. Поэтому использовать там солнечные батареи невозможно. Для «Стрекозы» пришлось разработать электрогенератор особого образца. Он похож на тот, что был установлен на марсоходе Curiosity. Полеты, передача данных и большинство научных исследований будут проводиться в дневные часы. На Титане светлое время суток равно восьми земным дням. Ночью же аппарат будет перезаряжаться. «Стрекоза» впервые высадится на «Титан» в 2034 году. А пока ученые продолжают изучать различные вещества, обнаруженные на этой планете, и смешивать их друг с другом. В ближайшее время планируются эксперименты с тремя химическими компонентами.
Заключение
Открытие нового кристалла повлекло за собой начало большой космической кампании. А значит, в ближайшие годы нас наверняка ожидают новые открытия в области минералогии. А через 15 лет, когда «Стрекоза» достигнет «Титана», люди, возможно, узнают о том, что Земля не единственная обитаемая планета в Солнечной системе.
Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание