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Imagem óptica de Titã tirada pela sonda NASA Cassini. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
Cientistas planetários que usam o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) revelaram os segredos da atmosfera de Titã, a maior lua de Saturno. A equipe encontrou uma pegada química na atmosfera de Titã, indicando que os raios cósmicos vindos de fora do Sistema Solar afetam as reações químicas envolvidas na formação de moléculas orgânicas contendo nitrogênio. Esta é a primeira confirmação observacional de tais processos e afeta a compreensão do ambiente intrigante de Titã.
Titã está atraindo muito interesse por causa de sua atmosfera única, com um número de moléculas orgânicas que formam um ambiente prebiótico.
Takahiro Iino, um cientista da Universidade de Tóquio, e sua equipe usaram o ALMA para revelar os processos químicos na atmosfera de Titã. Eles descobriram fraco mas sinais firmes de acetonitrilo (CH 3 CN) e a sua rara isotopomer CH 3 C 15 N em dados ALMA.
"Descobrimos que a abundância de 14 N em acetonitrila é maior do que em outras espécies portadoras de nitrogênio, como HCN e H 3 CN", diz Iino. "Combina bem com a recente simulação computacional de processos químicos com raios cósmicos de alta energia ".
Existem dois atores importantes nos processos químicos da atmosfera; luz ultravioleta (UV) do Sol e raios cósmicos vindos de fora do Sistema Solar. Na atmosfera superior, a luz UV destrói seletivamente moléculas de nitrogênio contendo 15 N porque a luz UV com o comprimento de onda específico que interage com 14 N. 14 N é facilmente absorvida nessa altitude. Assim, as espécies portadoras de nitrogênio produzidas nessa altitude tendem a exibir uma alta abundância de 15 N. Por outro lado, os raios cósmicos penetram mais profundamente e interagem com moléculas de nitrogênio contendo 14 N. Como resultado, há uma diferença na abundância de moléculas com 14 N.N e 15 N. A equipe revelou que o acetonitrilo na estratosfera é mais abundante em 14 N do que os de outras moléculas contendo nitrogênio previamente medidas.
"Supomos que os raios cósmicos galácticos desempenhem um papel importante na atmosfera de outros corpos do sistema solar", diz Hideo Sagawa, professor associado da Universidade Kyoto Sangyo e membro da equipe de pesquisa. "O processo pode ser universal, portanto, entender o papel dos raios cósmicos em Titã é crucial na ciência planetária geral".
Titan é um dos objetos mais populares nas observações do ALMA. Os dados obtidos com o ALMA precisam ser calibrados para remover flutuações devido a variações de clima no local e falhas mecânicas. Para referência, a equipe do observatório geralmente aponta o telescópio para fontes brilhantes, como Titan, de tempos em tempos em observações científicas. Portanto, uma grande quantidade de dados do Titan é armazenada no ALMA Science Archive. Iino e sua equipe vasculharam o arquivo e analisaram novamente os dados do Titan e encontraram impressões digitais sutis de quantidades muito pequenas de CH 3 C 15 N.
Estes resultados de observação são publicados como T. Iino et al. " Razão isotópica 14 N / 15 N em CH 3 CN da atmosfera de Titã medida com ALMA" no Astrophysical Journal publicado em fevereiro de 2019.
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Mais informações: Razão isotópica 14 N / 15 N em CH 3 CN da atmosfera de Titã, medida com ALMA. arXiv: 2001.01484v2 [astro-ph.EP]. arxiv.org/pdf/2001.01484.pdf
Fornecido pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão
Fonte: Phys News / pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão / 14-02-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
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