A Titán és a Plútó egyaránt a Naprendszer külső térségében kering, és több szempontból is hasonlítanak egymásra: mindkét égitest bővelkedik nitrogénben és szénhidrogénekben, légkörüket emellett olyan kémiai folyamatok szabályozzák, amelyeket a napsugárzás is befolyásol. A James Webb űrteleszkóp a közelmúltban mindkét világon ugyanazt az ismeretlen abszorpciós sávot azonosította. 

A Plútón és a Titánon is megmagyarázhatatlan abszorpciós sávot észlelt a James Webb Űrteleszkóp
Fotó: NEMES LASZLO/SCIENCE PHOTO LIBRA / NLA

A James Webb űrteleszkóp által vizsgált hold: a Titán

A Titánt 1655-ben fedezte fel Christiaan Huygens, felszíne azonban sokáig rejtve maradt a csillagászok elől az égitestet körülvevő sűrű, ködös légkör miatt. 1944-ben metánt mutattak ki a hold atmoszférájában, majd az elkövetkező évtizedek során a Cassini űrszonda adatainak köszönhetően rohamosan bővültek az ismereteink róla. Így szereztek tudomást a kutatók a Titán felszínét tarkító tavakról, dűnékről, hegyekről és tektonikus formációkról. 

Napjaink eredményei ellenére a Titán felszíni kémiáját továbbra is nehéz vizsgálni. Pedig fontos lenne feltérképezni, a holdon ugyanis számos olyan anyag és folyamat található, amelynek tanulmányozása kiemelt jelentőséggel bír a prebiotikus kémia megértésében. Utóbbi tudományág azokat a kémiai feltételeket és rendszereket kutatja, amelyek megelőzték az élet megjelenését. 

A Titánon rendkívül sokféle szénvegyület alakulhatott ki, amiben kiemelt szerepe van a nitrogénben gazdag légkörnek, a metánnak, a napfénynek, illetve a nagy energiájú részecskéknek. A szakértők azt is kiemelten vizsgálják, hogy milyen összetett szerves kémiai folyamatok mehetnek végbe az élet jelenléte nélkül. 

A Titán felszínét metánból álló tavak és folyók borítják
Fotó: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRA / MGA

Ismeretlen jelet észlelt a James Webb űrteleszkóp

A James Webb űrteleszkóp infravörös tartományban fürkészi a világegyetemet, ami különösen kapóra jön a Titán esetében, ebben a tartományban ugyanis át lehet látni a vastag felhőrétegen. Legutóbb Bruno Bézard és kutatócsoportja a NASA űrtávcsövével a Titán éghajlatát, összetételét és felhőzetét elemezte, a mérések során pedig egy olyan abszorpciós sávra bukkant, amelyet a kutatók nem tudtak azonosítani. Az abszorpciós sáv (elnyelési vonal) azt jelzi, hogy egy meghatározott hullámhosszon valamilyen anyag elnyeli a fényt. Minden atomnak és molekulának egyedi, csak rá jellemző elnyelési mintázata van, és ez alapján tudják a kutatók az adott anyagokat azonosítani. 

A Titán esetében azonban a kapott jel egyetlen ismert anyag profiljához sem illeszkedett egyértelműen. A szakemberek szerint ez egy dolgot jelenthet: 

a hold felszínén olyan molekula vagy anyagcsoport lehet jelen, amellyel idáig nem találkozott a tudomány.

Mivel a mintázat két különböző Webb-műszer adataiban is megjelent, a műszerhiba lehetősége szinte teljesen kizárható. 

A Plútón is megjelent ugyanaz a mintázat

A kutatás legizgalmasabb része azonban egy másik megfigyelési programhoz kötődik: a James Webb a Plútón is kimutatta ugyanezt az abszorpciós sávot. Ott ráadásul a jel szélesebb és erősebb volt, mint a Titánon. 

A két égitest között akadnak hasonlóságok, hiszen mindkettő nitrogénben és metánban gazdag, viszont hőmérsékletük, légnyomásuk és geológiai adottságaik jelentősen eltérnek egymástól. A különbségek ellenére mégis úgy tűnik, hogy mindkét égitest ugyanazt az azonosítatlan kémiai jelet mutatja. 

A friss adatok alapján az ismeretlen anyag a felszínen, és nem a légkörben lehet. 

A kapott mintázatot már több tucat ismert vegyülettel összevetették, de egyik sem mutatott meggyőző egyezést. A benzol, a propadién, a ketén és az acetilén ugyan közel állt a mért értékekhez, ám végül egyikük sem felelt meg pontosan a megfigyeléseknek. 

A Titán felszínét a NASA Dragonfly nevű drónja fogja részletesebben vizsgálni
Fotó: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRA / MGA

Ismert anyag is okozhat szokatlan jeleket

Az egyik lehetséges magyarázat szerint a jelet egy már ismert vegyület hozza létre. Ez az anyag azonban a Titán vagy a Plútó extrém környezetében a megszokottól eltérően viselkedhet. Egy molekula ugyanis más anyagokkal keveredve vagy más fizikai szerkezetbe rendeződve megváltozhat; ilyenkor eltérő hullámhosszon nyelheti el az infravörös fényt, mint ahogyan azt földi körülmények között teszi. 

Az elkövetkező időszak egyik legfontosabb feladata, hogy pontosítsák a jel megjelenésének helyét a Titán felszínén. Különösen nagy reményeket fűznek a NASA Dragonfly missziójának drónjához, amely a 2030-as évek közepén érkezik meg a holdra. A jármű fedélzeti tömegspektrométere várhatóan képes lesz testközelből is megvizsgálni a lehetséges vegyületeket. 

• A felfedezésről részletesebben az arXiv weboldalon megjelent tudományos publikációban lehet olvasni.