Sintesi shock di molecole organiche da parte di meteoroidi nell'atmosfera di Titano

La modellazione termochimica e gli esperimenti con il tubo d'urto mostrano che gli shock applicati alle miscele di gas N2/CH4 possono sintetizzare molecole organiche. Meteoroidi ipersonici sufficientemente grandi che entrano nell'atmosfera di Titano, luna di Saturno, dovrebbero quindi guidare la chimica organica.

Per fare ciò, i meteoroidi devono essere sufficientemente grandi rispetto al percorso libero medio atmosferico a una data altitudine per generare shock e depositare energia sufficiente per lunghezza del percorso per produrre temperature sufficientemente elevate da eccitare e dissociare le molecole rilevanti. La sonda Cassini ha ripreso le immagini di molteplici impatti di meteoroidi sugli anelli di Saturno, consentendo per la prima volta di effettuare una stima empirica del flusso e delle distribuzioni di frequenza e dimensione dei meteoroidi nell'intervallo di dimensioni da millimetro a metro.

Combiniamo questi risultati con un modello di ingresso atmosferico e con le efficienze di produzione di shock termochimico e sperimentale per atmosfere N2/CH4 e calcoliamo i tassi di produzione di shock per HCN, C2H2 e C2H4, nonché la conseguente generazione di H2. Scopriamo che i meteoroidi potrebbero produrre queste molecole fino a circa l’1% del tasso di produzione della fotochimica guidata dai fotoni UV e potrebbero depositare più energia degli ioni magnetosferici e dei fotoni UV da 90-100 nm.

Inoltre, questi meteoroidi producono queste molecole organiche centinaia di chilometri più in basso nell'atmosfera di Titano rispetto a quanto penetrano i relativi fotoni UV e ioni magnetosferici, con un picco di produzione che si verifica tra 200 e 500 km di altitudine, cioè nello strato di foschia osservato. La generazione di molecole da shock guidate dai meteoroidi potrebbe quindi essere cruciale per comprendere la chimica atmosferica di Titano.

Erin E. Fiori, Christopher F. Chyba

Commenti: 12 pagine, 6 figureArgomenti: Astrofisica terrestre e planetaria (astro-ph.EP)Citare come: arXiv:2307.10293 [astro-ph.EP] (o arXiv:2307.10293v1 [astro-ph.EP] per questa versione)Journal riferimento: Pianeta. Sci. J. 4 (2023) 127DOI correlato: https://doi.org/10.3847/PSJ/acdfc9Concentrati per saperne di piùCronologia inviiDa: Erin Flowers[v1] Mar, 18 luglio 2023 14:43:39 UTC (801 KB)https:/ /arxiv.org/abs/2307.10293AStrobiologia

Co-fondatore di SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex NASA, squadre di trasferta, giornalista, spazio e astrobiologia, scalatore decaduto.