Cồn cát trên mặt trăng Titan của sao Thổ như tàu thăm dò Cassini nhìn thấy năm 2006.
(Ảnh: © NASA / JPL)
Các hợp chất lớn, schmancy tiếp tục bật lên trên toàn hệ mặt trờivà nghiên cứu mới có thể giúp làm sáng tỏ sự nhầm lẫn về cách chúng hình thành ở rất nhiều nơi.
Nghiên cứu đó dựa trên các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm lấy cảm hứng từ một nhà khoa học kỳ quặc đã nhận thấy về những cánh đồng cồn cát trải dài trên Mặt trăng Titan của sao Thổ. Những cồn cát này có đầy đủ các hợp chất gọi là hydrocarbon thơm đa vòng có cấu trúc giống như vòng. Trên Titan, cồn cát dự trữ một tỷ lệ đáng kể carbon của mặt trăng. Và bởi vì mặt trăng đó là một trong những mỏ đá hấp dẫn nhất của các nhà sinh vật học cho khả năng tìm thấy sự sống ngoài Trái đất, các vấn đề carbon.
"Những cồn cát này khá lớn", tác giả nghiên cứu cao cấp Ralf Kaiser, nhà hóa học tại Đại học Hawaii tại Manoa, nói với Space.com, cao gần bằng Kim tự tháp vĩ đại ở Ai Cập, ông nói thêm. "Nếu bạn muốn hiểu chu trình carbon và hydrocarbon và các quá trình hydrocarbon trên Titan, thì điều thực sự quan trọng là phải hiểu, tất nhiên, nguồn carbon chiếm ưu thế đến từ đâu."
Trên Titan, có một cơ chế đơn giản mà các nhà khoa học biết có khả năng tạo ra hydrocarbon thơm đa vòng: Những phân tử lớn này có thể hình thành trong bầu khí quyển dày của mặt trăng và lắng xuống bề mặt. Nhưng cùng một họ các hợp chất đã được tìm thấy trên nhiều thế giới tự hào không có bầu khí quyển như vậy, giống như các hành tinh lùn Sao Diêm Vương và Ngũ cốc và đối tượng Vành đai Kuiper Makemake.
Kaiser và các đồng nghiệp của ông muốn tìm hiểu làm thế nào hydrocarbon thơm đa vòng có thể tồn tại trên một thế giới thiếu không khí để tạo ra chúng. Và khi các nhà nghiên cứu nhìn vào Titan, họ thấy một manh mối: Trường hợp cồn cát ở đâu, không có nhiều hydrocarbon mà khá phổ biến trên mặt trăng đó.
Các nhà nghiên cứu tự hỏi liệu một quá trình thứ hai, một quá trình diễn ra trên bề mặt, có thể biến các ion như acetylene thành hydrocarbon thơm đa vòng hay không. Đặc biệt, các nhà khoa học nghĩ rằng thủ phạm có thể là tia vũ trụ thiên hà, các hạt năng lượng ricochet trên không gian.
Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một thí nghiệm: Lấy một ít băng axetylen, đưa nó vào một quá trình bắt chước các tia vũ trụ của thiên hà và xem điều gì sẽ xảy ra. Họ đã bắt chước hiệu ứng của sự dồn nén trị giá 100 năm từ các hạt này, sau đó đo lượng hợp chất khác nhau đã hình thành.
Các nhà khoa học tìm thấy một số hương vị khác nhau của hydrocarbon thơm đa vòng. Điều này gợi ý cho nhóm nghiên cứu rằng sự tương tác giữa các hydrocarbon và các tia vũ trụ trong thiên hà thực sự có thể giải thích sự phổ biến của các hợp chất ngay cả khi không có bầu khí quyển có thể tạo thành chúng.
"Đây là một quá trình khá linh hoạt có thể xảy ra ở bất cứ đâu," Kaiser nói. Điều đó bao gồm không chỉ Titan, mà cả các mặt trăng và tiểu hành tinh khác, mà thậm chí cả các hạt bụi liên sao và các hệ mặt trời lân cận, ông nói.
Tiếp theo, ông và các đồng nghiệp của mình muốn xác định quy trình cụ thể nào đang gây ra sự biến đổi, Kaiser nói. Điều đó sẽ rất khó khăn, ông nói, vì bức xạ ion hóa mà nhóm nghiên cứu đã sử dụng để mô phỏng các tia thiên hà vũ trụ bao gồm nhiều quá trình đồng thời.
Dòng nghiên cứu đang gây tò mò về mặt thẩm mỹ cũng như khoa học, Michael Malaska, người nghiên cứu về lực lượng hành tinh tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA ở California và không tham gia vào nghiên cứu hiện tại, nói với Space.com trong email. "Công việc của họ hỗ trợ thêm rằng một số cát của Titan có thể phát sáng màu sắc đẹp dưới ánh sáng tia cực tím", ông viết.
Nghiên cứu được mô tả trong một tờ giấy xuất bản ngày hôm qua (16/10) trên tạp chí Science Advances.
- Hạ cánh trên Titan: Hình ảnh từ Huygens Thăm dò trên Mặt trăng Sao Thổ
- Thăm dò ý kiến: Máy bay không người lái đang đi liên hành tinh
- Hình ảnh tuyệt vời: Titan, Mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ
Ghi chú của biên tập viên: Câu chuyện này đã được cập nhật để bao gồm một nhận xét từ Michael Malaska. Gửi email cho Meghan Bartels tại [email protected] hoặc theo dõi cô ấy @meghanbartels. Theo chúng tôi trên Twitter @Spacesotcom và hơn thế nữa Facebook.
