Los científicos planetarios que utilizaron el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) revelaron los secretos de la atmósfera de Titán, la luna más grande de Saturno. El equipo encontró una huella química en la atmósfera de Titán que indica que los rayos cósmicos provenientes del exterior del Sistema Solar afectan las reacciones químicas involucradas en la formación de moléculas orgánicas que contienen nitrógeno. Esta es la primera confirmación observacional de tales procesos, e impacta en la comprensión del intrigante entorno de Titán.

Titán está atrayendo mucho interés debido a su atmósfera única con una serie de moléculas orgánicas que forman un entorno prebiótico.

Takahiro Iino, un científico de la Universidad de Tokio, y su equipo utilizó ALMA para revelar los procesos químicos en la atmósfera de Titán. Encontraron señales débiles pero firmes de acetonitrilo (CH ₃ CN) y su isotopómero raro CH ₃ C ₁₅ N en los datos de ALMA.

"Descubrimos que la abundancia de ¹⁴ El N en acetonitrilo es más alto que el de otras especies portadoras de nitrógeno como HCN y H ₃ CN, ", dice Iino." Coincide bien con la reciente simulación por computadora de procesos químicos con rayos cósmicos de alta energía ".

Hay dos actores importantes en los procesos químicos de la atmósfera; luz ultravioleta (UV) del Sol y rayos cósmicos provenientes del exterior del Sistema Solar. En la atmósfera superior La luz ultravioleta destruye selectivamente las moléculas de nitrógeno que contienen ¹⁵ N porque la luz ultravioleta con la longitud de onda específica que interactúa con ¹⁴ NORTE. ¹⁴ N se absorbe fácilmente a esa altitud. Por lo tanto, Las especies portadoras de nitrógeno producidas a esa altitud tienden a exhibir un alto ¹⁵ Abundancia de N. Por otra parte, Los rayos cósmicos penetran más profundamente e interactúan con moléculas de nitrógeno que contienen ¹⁴ N. Como resultado, hay una diferencia en la abundancia de moléculas con ¹⁴ N y ¹⁵ N. El equipo reveló que el acetonitrilo en la estratosfera es más abundante en ¹⁴ N que los de otras moléculas portadoras de nitrógeno medidas previamente.

"Suponemos que los rayos cósmicos galácticos juegan un papel importante en las atmósferas de otros cuerpos del sistema solar, "dice Hideo Sagawa, profesor asociado de la Universidad Kyoto Sangyo y miembro del equipo de investigación. "El proceso podría ser universal, por lo que comprender el papel de los rayos cósmicos en Titán es crucial en la ciencia planetaria en general ".

Titán es uno de los objetos más populares en las observaciones de ALMA. Los datos obtenidos con ALMA deben calibrarse para eliminar las fluctuaciones debidas a las variaciones del clima en el lugar y los fallos mecánicos. Para referenciar, el personal del observatorio a menudo apunta el telescopio a fuentes brillantes, como Titán, de vez en cuando en observaciones científicas. Por lo tanto, Una gran cantidad de datos de Titán se almacena en el Archivo Científico de ALMA. Iino y su equipo han investigado el archivo y han vuelto a analizar los datos de Titán y han encontrado huellas dactilares sutiles de cantidades muy pequeñas de CH. ₃ C ₁₅ NORTE.

Estos resultados de observación se publican como T. Iino et al. " ¹⁴ NORTE/ ¹⁵ Relación isotópica de N en CH ₃ CN de la atmósfera de Titán medido con ALMA "en el Diario astrofísico publicado en febrero de 2019.