Планетологи обнаружили аналогичную полосу поглощения на поверхности Титана и Плутона, которая не совпадает со спектрами известных льдов или органических соединений. Этот загадочный «провал» может указывать на то, что на двух очень разных ледяных мирах Солнечной системы существует общий, пока неизвестный науке, класс химических веществ, поглощающих свет, образующийся под воздействием крайнего холода и космического излучения.
Спутник Сатурна Титан считается одним из самых уникальных объектов Солнечной системы: это единственное тело, кроме Земли, на поверхности которого стабильно существуют жидкости, но не вода, а углеводороды. Кроме того, Титан — единственный спутник с плотной атмосферой, совершенно непроницаемой для видимого света. Однако он частично прозрачен для инфракрасного излучения (в определенных диапазонах) и радиоволн.
Чтобы понять химический состав этого объекта, ученые опираются на косвенные методы, например спектроскопию. Анализируя инфракрасный спектр отраженного солнечного света и собственное тепловое излучение, которое регистрируют телескопы, исследователи могут выявить характерные полосы поглощения различных веществ. Поскольку каждая молекула по-разному взаимодействует со светом, ее присутствие можно определить по ее уникальному спектральному отпечатку.
На первый взгляд Титан и карликовая планета Плутон — полные противоположности. Титан окружен плотной атмосферой. Плутон холоднее, имеет чрезвычайно тонкую газовую оболочку и не имеет жидких морей. Однако у этих объектов есть кое-что общее: химия их газовых оболочек.
В обоих случаях в атмосферах преобладает азот с примесью метана (концентрация и роль последнего газа существенно различаются). В результате взаимодействия азота и метана под воздействием солнечной радиации в атмосфере образуются сложные органические соединения и аэрозольные частицы. Постепенно они оседают на поверхность, образуя обогащенный органикой слой. Именно этот материал, вероятно, определяет часть спектральных особенностей Титана и Плутона.
Международная группа планетологов под руководством Бруно Безара из Парижской обсерватории проанализировала данные космического телескопа Джеймса Уэбба и идентифицировала светопоглощающее химическое соединение на поверхности Плутона и Титана, происхождение которого остается неизвестным. В частности, ученые обнаружили узкую полосу поглощения на Титане (на длине волны 5,113 микрометра) и аналогичную, но более широкую полосу на Плутоне (на длине волны 5,11 микрометра).
Исследователи сравнили полученные спектры со спектрами известных химических соединений и форм льда, но точных совпадений не нашли. Безар и его коллеги предположили, что загадочная полоса могла быть связана с тем же веществом или похожими веществами, которые образуются в атмосфере и затем оседают на поверхность.
Возможно, это вещество встречается в разных условиях на Титане и Плутоне. Различия в ширине полосы можно объяснить строением вещества, его взаимодействием с окружающими соединениями и длительным воздействием космического излучения.
Учёные-планетологи продолжают анализировать данные Джеймса Уэбба. Они пытаются точнее определить области на Титане, где в спектре появился «провал». При этом гипотезы проверяются в лабораториях и возможные химические реакции воспроизводятся в условиях, близких к космическим.
Особые надежды возлагаются на миссию NASA Dragonfly, запуск которой запланирован на 2028 год, а высадку на Титане - в 2034 году. Аппарат сможет непосредственно изучить поверхность и, возможно, наконец объяснить происхождение загадочного вещества.