آزمایش‌های لوله‌ای کوچک شرایط تنها قمر منظومه شمسی با جو را شبیه‌سازی می‌کنند

موسسه تحقیقاتی جنوب غربی (SwRI) با موسسه کارنگی علوم همکاری کرده است تا آزمایش‌های آزمایشگاهی انجام دهد که شرایط قمر تیتان زحل را در یک شیشه کوچک بازسازی می‌کند. این آزمایش‌ها نظریه موجود در مورد نحوه حفظ جَو متراکم تیتان را تأیید می‌کنند. جامعه علمی به طور خاص به تیتان علاقه‌مند شده است زیرا ممکن است زمانی میزبان حیات میکروبی فرازمینی بوده باشد. همچنین تنها قمری در منظومه شمسی ماست که جَو قابل توجهی دارد. برای آزمایش‌های SwRI و کارنگی، دانشمندان درصدد بهتر فهمیدن این بودند که چگونه تیتان جَو نیتروژن غنی خود را حفظ می‌کند. تیم یافته‌های خود را در مقاله‌ای در مجله Geochimica et Cosmochimica Acta منتشر کردند. تیتان که پس از گانیمد مشتری، دومین قمر بزرگ در منظومه شمسی ماست، جوی غنی‌تر از زمین دارد. از زمانی که در 1944 برای اولین بار کشف شد، دانشمندان به تحقیق و بررسی تکامل جو تیتان پرداخته‌اند. "در حالی که قطر آن فقط ۴۰ درصد از زمین است، اما تیتان جَوی ۱.۵ برابر غنی‌تر از زمین دارد، حتی با جاذبه کمتر"، دکتر کِلی میلر از SwRI، نویسنده اصلی مقاله، در بیانیه‌ای توضیح داد. "راه رفتن بر روی سطح تیتان کمی مانند غواصی کردن در زیر آب خواهد بود." قابل توجه است که انسان‌ها نمی‌توانند بر روی سطح تیتان زنده بمانند، البته با وجود این که جو دارد. آن جو متراکم قمری شامل تقریباً ۹۵ درصد نیتروژن و ۵ درصد متان است. "حضور متان برای وجود جَوی تیتان حیاتی است"، میلر ادامه داد. "متان با واکنش‌هایی که توسط نور خورشید ایجاد می‌شود، از بین می‌رود و در حدود ۳۰ میلیون سال ناپدید می‌شود و سپس جَو بر روی سطح منجمد می‌شود. دانشمندان معتقدند که یک منبع داخلی باید متان را تجدید کند، وگرنه جَو دارای عمر زمین‌شناختی کوتاهی است." میلر همچنین نویسنده اصلی مقاله‌ای در ژورنال Astrophysical Journal بود که در سال ۲۰۱۹ یک مدل نظری برای تجدید جَو تیتان پیشنهاد کرد. در آن مقاله، میلر و گروهی از دانشمندان نظریه‌پردازی کردند که مواد آلی در داخل سنگ‌های داخلی تیتان گرم می‌شوند. سپس این‌ها نیتروژن و متان آزاد می‌کنند که در سطح قمر به آرامی تراوش می‌کنند و جَو ضخیم قمر را تشکیل می‌دهند. در آزمایش‌های جدید خود، میلر و تیمش این نظریه را با شبیه‌سازی شرایط داخلی تیتان در شیشه‌های کوچک تأیید کردند. برای این کار، مواد آلی را در داخل شیشه‌هایی به دمای ۴۸۲ تا ۹۳۲ درجه فارنهایت (۲۵۰ تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد) در فشاری تا ۱۰ کیلوبار گرم کردند. همان‌طور که انتظار می‌رفت، این آزمایش‌ها گازهای کربنی مانند دی‌اکسید کربن و متان تولید کردند که به مقدار کافی برای تأمین منبع جَوی تیتان تولید شدند. همان‌طور که معلوم است، هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که جامعه علمی درباره تیتان نمی‌داند. ناسا یک پروب به نام دراگون‌فلای را در سال ۲۰۲۸ به قمر زحل ارسال خواهد کرد. مأموریت دراگون‌فلای شامل یک چهارپره (quadcopter) خواهد بود که تحت تأثیر هلیکوپتر مارس اینجنویتی آژانس فضایی آمریکا طراحی شده است. این چهارپره جو تیتان را بررسی و تحقیق خواهد کرد و به امید ارسال اطلاعات جدید زیادی به زمین است. دانشمندان امیدوارند بتوانند با استفاده از این اطلاعات جدید تعیین کنند که آیا قمر زحل زمانی دارای شرایط قابل سکونت بوده است یا خیر.