In der Atmosphäre von Titan, dem größten Mond des Saturn, wurden Eiswolken gefunden, die aus einer Mischung von Cyanwasserstoff und Benzol bestehen. Den Wissenschaftlern der NASA gelang es, die chemische Zusammensetzung zu bestimmen, indem sie die Daten analysierten, die das Infrarotspektrometer an Bord der Cassini-Sonde im Jahr 2015 erhalten hatte. Dies wird in einer Pressemitteilung der NASA berichtet.
Wissenschaftler der NASA analysieren weiterhin Daten der Cassini-Sonde, die 13 Jahre lang den Saturn, seine Monde und Ringe erforschte und am 15. September 2017 ihre Mission abschloss. Eines der Ziele der Cassini-Mission und des Huygens-Landers war es, die chemische Zusammensetzung der Oberfläche und Atmosphäre des größten Saturnmondes Titan zu untersuchen. Wolken über Titan wurden erstmals in den 1990er Jahren mit dem Hubble-Teleskop aufgezeichnet, und Cassini konnte zeigen, dass Regenwolken aus Methan bestehen, sich in einer Entfernung von mehreren zehn Kilometern von der Oberfläche des Saturnmondes befinden und in der Form charakteristische Strukturen bilden können Streifen in den Polarregionen.
Wissenschaftler haben nun drei charakteristische Spektren analysiert, die von Juli bis November 2015 erhalten wurden, während sie höhere Eiswolken in der Nähe des Südpols des Satelliten untersuchten. Als das Signal empfangen wurde, befanden sich diese Wolken in einer Höhe von 160 bis 210 Kilometern von der Satellitenoberfläche. Die Daten zu ihrer chemischen Zusammensetzung wurden unter Verwendung des CIRS-Infrarotspektrometers erhalten, das sich an Bord der Sonde befand.
Das resultierende Spektrum stimmte in reiner Form mit keinem der reichhaltigen Substanzen auf der Oberfläche von Titan überein. Daher bestand die Hauptaufgabe der Forscher im Labor darin, eine Mischung auszuwählen, die ein spektrales Signal ähnlich den empfangenen Sonden liefert. Als Ergebnis dieser Suche stellte sich heraus, dass die Eiswolken aus Cyanwasserstoff und Benzol bestehen.
Laut Wissenschaftlern kondensierten diese beiden Substanzen im Bereich des Südpols von Titan zusammen, aber die genauen Gründe für eine solche gemeinsame Kondensation dieser beiden Substanzen aus dem Gesamtgemisch sind noch unklar. Unter idealen Bedingungen hätte sich eine Schichtstruktur bilden müssen, aber die Bedingungen mit hohem Ungleichgewicht auf dem Satelliten trugen zu ihrer gemeinsamen Kondensation bei.
Interessanterweise wurden Eiswolken, die aus einem Stoffgemisch bestehen, bereits 2005 von Cassini mittels Infrarotspektroskopie nachgewiesen. Dann wurde die Zusammensetzung der Wolken über dem Nordpol des Satelliten analysiert und eine Mischung aus Wasserstoffcyano und Cyanoacetylen, einer der komplexesten Substanzen, die auf Titan gefunden wurden, gefunden. Wissenschaftler erklären den Unterschied in der Zusammensetzung der Wolken durch den Unterschied in den saisonalen Änderungen der Temperatur und Zusammensetzung auf der Oberfläche des Satelliten.
Die Zusammensetzung des auf Titan vorkommenden Gemisches organischer Substanzen ist sehr unterschiedlich. Beispielsweise wurde auf Titan Acrylnitril entdeckt, eine organische Substanz, die Analoga von Lipidmembranen in flüssigem Methan erzeugen kann.
Alexander Dubov
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