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    I raggi cosmici galattici influenzano l'atmosfera di Titani

    Immagine ottica di Titano scattata dalla navicella spaziale Cassini della NASA. Credito:NASA/JPL-Caltech/Istituto di scienze spaziali

    Scienziati planetari che utilizzano l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hanno rivelato i segreti dell'atmosfera di Titano, la più grande luna di Saturno. Il team ha trovato un'impronta chimica nell'atmosfera di Titano che indica che i raggi cosmici provenienti dall'esterno del Sistema Solare influenzano le reazioni chimiche coinvolte nella formazione di molecole organiche contenenti azoto. Questa è la prima conferma osservativa di tali processi, e influisce sulla comprensione dell'intrigante ambiente di Titano.

    Titano sta attirando molto interesse a causa della sua atmosfera unica con un numero di molecole organiche che formano un ambiente prebiotico.

    Takahiro Iino, uno scienziato dell'Università di Tokyo, e il suo team ha usato ALMA per rivelare i processi chimici nell'atmosfera di Titano. Hanno trovato segnali deboli ma fermi di acetonitrile (CH 3 CN) e il suo raro isotopomero CH 3 C 15 N nei dati ALMA.

    "Abbiamo scoperto che l'abbondanza di 14 N in acetonitrile è superiore a quello di altre specie azotate come HCN e H 3 CN, " dice Iino. "Si abbina bene alla recente simulazione al computer di processi chimici con raggi cosmici ad alta energia".

    Ci sono due attori importanti nei processi chimici dell'atmosfera; luce ultravioletta (UV) del Sole e raggi cosmici provenienti dall'esterno del Sistema Solare. Nell'alta atmosfera, La luce UV distrugge selettivamente le molecole di azoto contenenti 15 N perché la luce UV con la specifica lunghezza d'onda con cui interagisce 14 N. 14 N è facilmente assorbito a quell'altitudine. Così, le specie azotate prodotte a quell'altitudine tendono a mostrare un alto 15 N abbondanza. D'altra parte, i raggi cosmici penetrano più in profondità e interagiscono con le molecole di azoto contenenti 14 N. Di conseguenza, c'è una differenza nell'abbondanza di molecole con 14 N e 15 N. Il team ha rivelato che l'acetonitrile nella stratosfera è più abbondante in 14 N rispetto a quelli di altre molecole contenenti azoto precedentemente misurate.

    "Supponiamo che i raggi cosmici galattici svolgano un ruolo importante nelle atmosfere di altri corpi del sistema solare, "dice Hideo Sagawa, professore associato presso la Kyoto Sangyo University e membro del gruppo di ricerca. "Il processo potrebbe essere universale, quindi comprendere il ruolo dei raggi cosmici su Titano è cruciale nella scienza planetaria in generale."

    Titano è uno degli oggetti più popolari nelle osservazioni di ALMA. I dati ottenuti con ALMA devono essere calibrati per rimuovere le fluttuazioni dovute alle variazioni delle condizioni meteorologiche in loco e ai problemi meccanici. Per fare riferimento, il personale dell'osservatorio punta spesso il telescopio verso sorgenti luminose, come Titano, di volta in volta nelle osservazioni scientifiche. Perciò, una grande quantità di dati su Titano è archiviata nell'ALMA Science Archive. Iino e il suo team hanno scavato nell'archivio e rianalizzato i dati di Titan e hanno trovato sottili impronte digitali di quantità molto piccole di CH 3 C 15 N.

    Questi risultati di osservazione sono pubblicati come T. Iino et al. " 14 N/ 15 N rapporto isotopico in CH 3 CN dell'atmosfera di Titano misurata con ALMA" nel Giornale Astrofisico pubblicato nel febbraio 2019.


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