На Титане и Плутоне нашли неизвестное химическое соединение

Космический телескоп James Webb выявил одинаковую химическую аномалию одновременно на Титане и Плутоне. Исследователи пришли к выводу, что идентичный инфракрасный сигнал может свидетельствовать о неизвестном органическом соединении, которое появилось в итоге сходных процессов в атмосфере этих небесных тел.

Что показал анализ спектральных данных

Обнаруженная спектральная полоса зафиксирована на одной и той же инфракрасной длине волны — 5 микрон — как на Титане, так и на Плутоне. Это означает, что свет поглощается этими двумя космическими объектами совершенно идентичным образом.

Планетолог из Парижской обсерватории Бруно Безар впервые заметил эту аномалию при изучении данных наблюдений Титана, датированных ноябрем 2022 года. Для проверки достоверности результатов два независимых инструмента телескопа JWST — спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) и средний инфракрасный диапазон (MIRI) — подтвердили наличие этого сигнала.

Когда Безар обратился к своему коллеге из той же обсерватории Эммануэлю Лелушу, руководившему наблюдениями Плутона в мае 2023 года, анализ информации подтвердил наличие абсолютно идентичного сигнала поглощения и на карликовой планете.

Примечательно, что найденная спектральная сигнатура не совпадает ни с одним известным спектром простых планетарных льдов из существующих каталогов.

Гипотезы о природе молекулы

Бруно Безар подчеркивает, что открытое соединение не является биосигнатурой, а представляет собой результат добиологических химических процессов.

Главные научные версии о том, что это может быть:

Первая гипотеза — это углеводороды из семейства оленов, которые являются единственными известными органическими соединениями с интенсивным поглощением в диапазоне 5 микрон. Вторая версия предполагает, что это уже известная молекула, но ее спектральный отпечаток сместился вследствие примеси других еще неизвестных планетарных льдов.

Обе планеты обладают атмосферами, где преобладают азот и метан. Под влиянием ультрафиолетового солнечного излучения в верхних слоях атмосферы эти молекулы разлагаются на реактивные химические частицы, которые далее соединяются в сложные органические молекулы и в виде снега осаждаются на поверхность.

Несколько факторов указывают на то, что соединение образуется на поверхности, а не в атмосфере: сигнал ослабевает при сканировании от центра к краю диска Титана из-за угла обзора плоской поверхности, в то время как атмосферный угарный газ сохраняет неизменную интенсивность. Атмосфера Плутона недостаточно плотная для создания наблюдаемой глубины сигнала, поэтому твердая поверхность остается единственным источником. Анализ данных со спутника Ганимеда, который лишен азотно-метановой атмосферы, не выявил никаких следов этой аномалии.

Что будут исследовать дальше

На данный момент команда ученых анализирует новые данные JWST для составления карты распределения сигнала по поверхности Титана. Это даст возможность выяснить, связано ли неизученное соединение с конкретными геологическими образованиями, в частности с органическими дюнами.

Дополнительную информацию смогла бы предоставить миссия NASA Dragonfly. Старт вертолета запланирован на 2028 год, а его прибытие на Титан ожидается в середине 2030-х годов. Хотя Dragonfly не оснащен инфракрасным спектрометром, его масс-спектрометр сможет напрямую исследовать химический состав органических соединений на поверхности спутника.