An den Seeufern auf Titan könnten ungewöhnliche Kristalle liegen

Eine Falschfarbenaufnahme der nördlichen Halbkugel von Titan, dem größten Saturnmond. Das Bild wurde von der NASA-Raumsonde Cassini gemacht. (Credit: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Eine Falschfarbenaufnahme der nördlichen Halbkugel von Titan, dem größten Saturnmond. Das Bild wurde von der NASA-Raumsonde Cassini gemacht. (Credit: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Die sanften Seeufer auf dem Saturnmond Titan könnten laut einer neuen Studie von einer Kruste aus eigenartigen Mineralen bedeckt sein. Wissenschaftler, die die Bedingungen auf Titan in ihrem Labor nachbildeten, haben neue Substanzen und Minerale entdeckt, die auf der Erde nicht vorkommen, darunter einen Co-Kristall aus festem Acetylen und Butan.

Acetylen und Butan existieren auf der Erde als Gase und werden häufig zum Schweißen und als Brennstoff für Campingkocher verwendet. Auf Titan mit seinen extrem kalten Temperaturen sind Acetylen und Butan fest und kombinieren sich, um Kristalle zu bilden, wie die neue Studie ergab.

Das neue Mineral könnte nach Ansicht von Morgan Cable vom Jet Propulsion Laboratory für die “Badewannenringe” verantwortlich sein, die um die Kohlenwasserstoffseen auf Titan vermutet werden. Cable präsentierte die neue Studie am Montag auf der Astrobiology Science Conference. Das Jet Propulsion Laboratory ist eine Abteilung des California Institute of Technology.

Die Seen auf Titan sind mit flüssigen Kohlenwasserstoffen gefüllt. Frühere Forschungsarbeiten auf Grundlage von Bildern und Daten der Cassini-Mission haben gezeigt, dass die Seen in den trockenen Regionen des Mondes nahe des Äquators Anzeichen für Rückstände von verdampftem Material enthalten – ähnlich wie die Ringe in einer Badewanne.

Um titanähnliche Bedingungen im Labor nachzubilden, begannen die Forscher mit einem selbstgebauten Kryostat – einem Apparat, der Dinge kalt halten kann. Sie füllten den Kryostat mit flüssigem Stickstoff, um die Temperatur herunterzukühlen. Dann erwärmten sie die Kammer leicht, so dass sich der Stickstoff in Gas verwandelte, weil dies der Hauptbestandteil von Titans Atmosphäre ist. Als nächstes fügten sie hinzu, was auf Titan vorkommt: Methan, Ethan und andere kohlenstoffhaltige Moleküle. Dann schauten sie, was daraus entstand.

Das erste, was aus ihrer Titan-Kohlenwasserstoffsuppe herauskam, waren Benzolkristalle. Benzol ist vielleicht am besten bekannt als ein Bestandteil von Benzin; es ist ein schneeflockenförmiges Molekül, das aus einem hexagonalen Ring aus Kohlenstoffatomen besteht. Aber das Benzol auf Titan hielt eine Überraschung bereit: Die Moleküle richteten sich neu aus und erlaubten Ethanmoleküle in ihrem Innern, wodurch ein Co-Kristall geschaffen wurde.

Die Forscher entdeckten anschließend den Co-Kristall aus Acetylen und Butan, der auf Titan möglicherweise viel häufiger vorkommt als Benzolkristalle, ausgehend von dem, was man über die Zusammensetzung des Mondes wisse, sagte Cable.

In dem kalten Klima des Mondes könnten die Co-Kristalle aus Acetylen und Butan Ringe um die Seen auf dem Mond bilden, wenn die flüssigen Kohlenwasserstoffe verdampfen und die Minerale zurückbleiben. Auf ähnliche Weise können Salze Krusten an den Ufern irdischer Seen und Meere bilden.

Um zu bestätigen, ob Titan solche Strukturen aus Co-Kristallen und anderen, unentdeckten Kohlenwasserstoffkristallen besitzt, müssen die Wissenschaftler jedoch warten, bis eine Raumsonde die Seeufer dieses Mondes besucht, sagte Cable.

“Wir wissen noch nicht, ob sie diese Ringe besitzen”, sagte Cable. “Es ist schwer, durch Titans dunstige Atmosphäre hindurchzublicken.”

Abhandlung: “The acetylene-butane co-crystal: A potentially abundant molecular mineral on Titan” von Cable et al.

Quelle

(THK)

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