В ходе лабораторных экспериментов исследователи NASA смогли воссоздать спектральную подпись смеси веществ, присутствующих в атмосфере Титана, и классифицировать её неизвестный компонент.

NASA/JPL-Caltech/SSI
Титан и Сатурн. Снимок сделан космическим аппаратом Cassini в 2012 году.
NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Смесь углеводородов придает атмосфере Титана желтоватый оттенок
Недостающим компонентом в «рецепте» оказалось вещество, относящееся к полициклическим ароматическим азотсодержащим гетероциклическим соединениям

Инфракрасный спектрометр космического аппарата Cassini зафиксировал в атмосфере Титана, спутника Сатурна, неизвестную составляющую, спектральная подпись которой позволила ученым предположить, что это — смесь молекул различных веществ.

Для изучения этой смеси исследователи прибегли к проверенному методу: смешайте газы в специальной камере и позвольте им прореагировать — и, если были подобраны верные условия и правильные ингредиенты, в лаборатории вы получите те же самые продукты реакции, что и в туманной атмосфере Титана. Это все равно, что продегустировать кусок пирога и попытаться угадать рецепт. Если у вас получится такой же по вкусу пирог — значит, вы правильно подобрали начальные ингредиенты.

Проблема в том, что количество возможных вариаций практически безгранично. Грязно-оранжевый цвет атмосферы Титана — результат присутствия в ней смеси углеводородов и нитрилов. На Земле уже выявлены сотни тысяч различных углеводородов, содержащихся в ископаемых видах топлива и тканях растений. Возможно, этих соединений намного больше.

Логично было включить в «рецепт» два наиболее распространенных на Титане газа — азот и метан. Но эксперименты с этими газами так ни разу и не привели к появлению спектральной подписи, зафиксированной Cassini.

Тогда ученые решили добавить в смесь бензол — газ, присутствие готорого также было выявлено в атмосфере Титана — и ряд тесно связанных с ним химических веществ, вероятность обнаружить которые на Титане довольно велика. Все эти газы относятся к ароматическим соединениям.

Наилучшие результаты были достигнуты, когда исследователи использовали ароматическое соединение, содержащее азот. Теперь они намерены поработать над условиями синтеза, чтобы в точности воспроизвести желаемую спектральную подпись — и воспроизвести на Земле атмосферу далекого спутника Сатурна.