Life Style

Moon-in-a-jar สร้างบรรยากาศมัวหมองของไททัน ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์

An illustration depicts Titan's dense yellowish atmosphere above a river of methane on the moon surfaceAn illustration depicts Titan's dense yellowish atmosphere above a river of methane on the moon surface
ภายใต้บรรยากาศสีเหลืองหนาแน่นของไททัน แม่น้ำมีเธนและอีเทนไหลผ่านพื้นผิวดวงจันทร์ (เครดิตรูปภาพ: Getty / MARK GARLICK / ห้องสมุดภาพถ่ายวิทยาศาสตร์)

นักวิทยาศาสตร์ได้จำลองสภาพทางเคมีเฉพาะที่พบใน ไททัน

  • ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ ในกระบอกแก้วขนาดเล็กที่นี่ โลกและการทดลองเผยให้เห็นลักษณะที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ของการแต่งหน้าแร่ของดวงจันทร์

    ไททันเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่เป็นอันดับสองในระบบสุริยะ รองจากแกนีมีดของดาวพฤหัสบดี และมีบรรยากาศหนาแน่นเป็นส่วนใหญ่ ไนโตรเจน กับมีเทนเล็กน้อย ตาม Space.com. หมอกควันสีเหลืองนี้วนเวียนอยู่รอบๆ ลบ 290 องศาฟาเรนไฮต์ (ลบ 180 องศาเซลเซียส) ใต้ชั้นบรรยากาศ ทะเลสาบ ทะเล และแม่น้ำที่มีก๊าซมีเทนและอีเทนเหลวปกคลุมเปลือกน้ำแข็งของไททัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งใกล้กับขั้วโลก และคล้ายกับของเหลวบนน้ำ โลก ก๊าซธรรมชาติเหล่านี้มีส่วนร่วมในวัฏจักรที่พวกมันระเหยออกไป ก่อตัวเป็นเมฆแล้วตกลงมาบนพื้นผิวดวงจันทร์

    ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น ของเหลวบนพื้นผิว และวัฏจักรสภาพอากาศตามฤดูกาลของไททันทำให้ดวงจันทร์เย็นยะเยือกค่อนข้างคล้ายกับโลก และเช่นเดียวกับดาวเคราะห์ของเรา เป็นที่ทราบกันว่าดวงจันทร์มีโมเลกุลอินทรีย์ที่ประกอบด้วย คาร์บอน,
  • ไฮโดรเจน และ ออกซิเจน, ตามที่ NASA . เนื่องจากเคมีอินทรีย์นี้เกิดขึ้นบนไททัน นักวิทยาศาสตร์คิดว่าดวงจันทร์สามารถทำหน้าที่เป็นห้องทดลองขนาดใหญ่เพื่อศึกษาปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นบนโลกก่อนการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลก Space.com รายงานก่อนหน้านี้ .

    ที่เกี่ยวข้อง: การเกิดดวงจันทร์และสภาพอากาศมีเทน: พบดาวเสาร์ที่แปลกประหลาดที่สุด 7 ดวงของ Cassini

    แต่ยานอวกาศเดียวเท่านั้น Cassini ได้สังเกตดาวเสาร์และดวงจันทร์อย่างละเอียด ทำให้ยากต่อการวิจัย Earthbound เกี่ยวกับเคมีแปลกประหลาดที่พบในไททัน เมื่อไม่นานมานี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มจำลองไททันในหลอดทดลอง

    ทีมวิจัยได้วางน้ำของเหลวลงในถังแก้วขนาดเล็กก่อนแล้วจึงลดอุณหภูมิให้เหลือสภาพเหมือนไททัน นักวิจัยกล่าวในข้อความ คำแถลง. น้ำนี้กลายเป็นน้ำแข็งเพื่อเลียนแบบเปลือกน้ำแข็งของไททัน จากนั้นทีมงานก็นำอีเทนเข้าไปในท่อ ซึ่งกลายเป็นของเหลวเหมือนทะเลสาบบนพื้นผิวของไททัน ในที่สุด พวกเขาก็เติมไนโตรเจนเพื่อเติมบรรยากาศของไททัน และจากนั้นก็เปลี่ยนอุณหภูมิของท่อเล็กน้อยเพื่อจำลองความแปรผันของอุณหภูมิบนพื้นผิวไททันและในชั้นบรรยากาศต่างๆ

    ในการศึกษาล่าสุดของพวกเขาซึ่งนำเสนอเมื่อวันพฤหัสบดี (26 ส.ค.) ในการประชุมฤดูใบไม้ร่วงของ American Chemical Society ทีมงานได้เพิ่มสารประกอบสองชนิดที่เรียกว่า acetonitrile (ACN) และ propionitrile (PCN) ข้อมูลจากภารกิจ Cassini ชี้ให้เห็นว่าสารประกอบเหล่านี้มีอยู่มากมายใน Titan นักวิจัยหลัก Tomče Runčevski ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาเคมีที่ Southern Methodist University ในดัลลัส กล่าวกับ WordsSideKick.com

    การศึกษาก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่ตรวจสอบสารประกอบทั้งสองนี้แยกกันในความบริสุทธิ์ แต่ทีมของ Runčevski ต้องการดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อส่วนผสมต่างๆ ผสมกันและผสมกัน อย่างที่ควรจะเป็นบนไททัน ในทางตรงกันข้ามกับการทำงานกับสารประกอบแต่ละชนิดแยกกัน “ถ้าคุณผสมพวกมันเข้าด้วยกัน … โครงสร้างอาจมีผลลัพธ์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ดังนั้นวิธีที่โมเลกุลจะจัดเรียงตัว และโมเลกุลจะตกผลึกอย่างไร” หรือแปรสภาพเป็นของแข็ง รุนเชฟสกี้ กล่าว

    และทีมงานพบว่า เมื่อทั้งสองอยู่ในสภาวะที่เหมือนไททัน ACN และ PCN จะมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง กล่าวคือ อุณหภูมิที่สารประกอบละลายหรือตกผลึกเปลี่ยนไปอย่างมาก ตามลำดับสิบ เคลวิน (หลายร้อยองศาฟาเรนไฮต์หรือเซลเซียส).

    ที่เกี่ยวข้อง: 6 สถานที่ที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับชีวิตมนุษย์ต่างดาวในระบบสุริยะ

    จุดหลอมเหลวและการตกผลึกเหล่านี้จะสัมพันธ์กันในบรรยากาศสีเหลืองมัวของไททัน ชั้นบรรยากาศต่างๆ จะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิโดยขึ้นอยู่กับระดับความสูงเหนือพื้นผิวดวงจันทร์ ดังนั้นเพื่อให้เข้าใจว่าสารเคมีทำงานอย่างไรตลอดหมอกควัน การศึกษาใหม่นี้แนะนำว่าจำเป็นต้องคำนึงถึงความแปรผันของอุณหภูมิเหล่านี้ด้วย Runčevski กล่าว

    นอกจากนี้ ทีมงานพบว่า เมื่อ ACN และ PCN ตกผลึก พวกมันใช้โครงสร้างผลึกที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับว่าพวกมันอยู่ตัวเดียวหรืออยู่ต่อหน้าสารประกอบอื่น ผลึกก่อตัวขึ้นเมื่อโมเลกุลแต่ละโมเลกุลภายในสารประกอบยึดเข้ากับโครงสร้างที่มีการจัดระเบียบสูง ในขณะที่หน่วยการสร้างของโครงสร้างนั้น — โมเลกุล — ยังคงเหมือนเดิม ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ พวกมันสามารถจบลงด้วยการรวมกันในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย Runčevski กล่าว

    รูปแบบเหล่านี้ในโครงสร้างผลึกเรียกว่า “polymorphs” และเมื่อ ด้วยตัวของมันเอง ACN และ PCN ใช้โพลีมอร์ฟหนึ่งตัวที่อุณหภูมิสูงและอีกตัวหนึ่งที่อุณหภูมิต่ำ แต่ “สิ่งที่เราสังเกตได้ก็คือถ้าเรามีส่วนผสมของความคงตัวของอุณหภูมิที่สูงและอุณหภูมิต่ำ สามารถเปลี่ยนแปลงได้” Runčevski กล่าว

    รายละเอียดที่ละเอียดเหล่านี้เกี่ยวกับเวลาและวิธีที่สารประกอบบรรลุโครงสร้างที่เสถียร “สามารถเปลี่ยนความเข้าใจของเราเกี่ยวกับแร่ธาตุประเภทใดที่เราอาจพบบนไททัน” ในแง่ของความหลากหลาย มีแนวโน้มว่าจะนำมาใช้บนดวงจันทร์ เขากล่าว ในทางกลับกันนี้สามารถกำหนดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งเหล่านี้กับสารประกอบอื่น ๆ บนไททัน

    การศึกษาใหม่มีข้อ จำกัด เนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงสารเคมีทั้งหมดที่มีอยู่ในไททันและอื่น ๆ Runčevski กล่าวว่าสามารถจับภาพอย่างง่ายของสิ่งที่เกิดขึ้นจริงบนดวงจันทร์ได้

    ” เป็นสิ่งสำคัญสำหรับเราในฐานะนักวิทยาศาสตร์บนโลก … ในการสร้างแบบจำลองเหล่านี้ด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้น และวันหนึ่งเพื่อเข้าถึงแบบจำลองที่สำคัญจริงๆ และสามารถ ช่วยให้เราเข้าใจพื้นผิวของไททันมากขึ้น” เขากล่าว

    นาซ่า ภารกิจแมลงปอ ซึ่งจะเปิดตัวในปี 2026 และถึงดาวเสาร์ในปี 2034 อาจให้ข้อมูลภาคสนามเพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนประกอบแร่ธาตุของไททัน อย่างไรก็ตาม Runčevski สงสัยว่าผลึกที่ทีมของเขาสังเกตเห็นน่าจะก่อตัวขึ้นบริเวณขอบทะเลสาบของไททัน ก่อตัวขึ้นเมื่ออีเทนเหลวในทะเลสาบระเหยและทิ้งสารประกอบเหล่านั้นไว้บนชายฝั่ง ณ จุดนี้ ยังไม่ชัดเจนว่าภารกิจแมลงปออาจมุ่งเน้นไปที่ลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมไททาเนียนนี้หรือไม่ แต่ “อย่างไรก็ตาม [the mission] น่าตื่นเต้นมาก และเราจะได้เรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับไททัน” เขากล่าว

    เผยแพร่ครั้งแรกใน Live Science

    An illustration depicts Titan's dense yellowish atmosphere above a river of methane on the moon surface

    นิโคเลตตา ลานีส เป็นนักเขียนให้กับ Live Science ที่ครอบคลุมด้านสุขภาพและการแพทย์ ร่วมกับเรื่องราวทางชีววิทยา สัตว์ สิ่งแวดล้อมและสภาพอากาศที่หลากหลาย เธอจบปริญญาด้านประสาทวิทยาศาสตร์และการเต้นรำจากมหาวิทยาลัยฟลอริดา และประกาศนียบัตรบัณฑิตด้านการสื่อสารวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ผลงานของเธอได้ปรากฏในนิตยสาร The Scientist, Science News, The San Jose Mercury News และ Mongabay รวมถึงช่องทางอื่นๆ

  • จ.ตรังủ
  • ธุรกิจ
  • อาหาร
  • ไลฟ์สไตล์
  • เทค
  • มาร์เก็ตติ้งดิจิทัล (การตลาดดิจิทัล)
  • Back to top button