क्या टाइटन की झीलों और समुद्रों के आसपास जैविक क्रिस्टल 'बाथटब रिंग' बनाते हैं?

2014 में कैसिनी द्वारा ली गई टाइटन के उत्तरी गोलार्ध में समुद्रों और झीलों का अवरक्त दृश्य। सनलाइट को टाइटन के सबसे बड़े समुद्र क्रैकेन मारे के दक्षिणी भाग से दूर से देखा जा सकता है। अब वैज्ञानिक सोचते हैं कि समुद्र और झीलों के किनारों के चारों ओर "बाथटब के छल्ले" कार्बनिक क्रिस्टल से बने होते हैं। NASA / JPL-Caltech / एरिज़ोना विश्वविद्यालय / Idaho / AGU 100 विश्वविद्यालय के माध्यम से छवि।

शनि का चंद्रमा टाइटन सौर मंडल का एकमात्र अन्य पिंड है इसके अलावा पृथ्वी को इसकी सतह पर तरल पदार्थ है। ये बारिश, नदियाँ, झीलें और समुद्र पृथ्वी पर बहुत पसंद हैं, लेकिन पानी के बजाय तरल मीथेन और एथेन (हाइड्रोकार्बन) से बने होते हैं। अब, वैज्ञानिकों ने एक और तरीका खोजा है जिसमें वे अपने सांसारिक समकक्षों से अलग हो सकते हैं: झीलों और समुद्रों के किनारे को "बाथटब के छल्ले" के साथ सौंपा जा सकता है जो पृथ्वी पर पाए जाने वाले कार्बनिक क्रिस्टल से बना हो।

नए शोध को एक नए पेपर में प्रकाशित किया गया था और 24 जून को बेलेव्यू, वॉशिंगटन में 2019 खगोल विज्ञान विज्ञान सम्मेलन (एबिसकॉन 2019) में प्रस्तुत किया गया था।

नए पेपर से:

हमने एक तीसरे आणविक खनिज की खोज की है जो टाइटन की सतह पर शनि की चंद्रमा पर मौजूद स्थितियों में स्थिर है। यह आणविक खनिज एसिटिलीन और ब्यूटेन से बना है, दो कार्बनिक अणु जो टाइटन के वातावरण में उत्पन्न होते हैं और सतह पर नीचे गिरते हैं। हम इन 'आणविक खनिजों' को इसलिए कहते हैं क्योंकि वे यहाँ पृथ्वी पर खनिजों के समान व्यवहार करते हैं, लेकिन कार्बोनेट या सिलिकेट्स जैसी चीजों से बने होने के बजाय, वे कार्बनिक अणुओं से बने होते हैं। हमारे द्वारा खोजे गए दो पिछले आणविक खनिज बेंजीन और एथेन, और एसिटिलीन और अमोनिया से बने थे। यह सबसे हाल ही में टाइटन की सतह पर बहुत अधिक प्रचुर मात्रा में है, क्योंकि एसिटिलीन और ब्यूटेन दोनों को बहुत आम माना जाता है। विशेष रूप से, हमें लगता है कि टाइटन की झीलों के आसपास 'बाथटब रिंग' इस सामग्री से बनी हो सकती है, क्योंकि एसिटिलीन और ब्यूटेन अन्य अणुओं की तुलना में तरल मीथेन और एथेन में अच्छी तरह से घुल जाते हैं।

टाइटन पर एक हाइड्रोकार्बन झील के कलाकार की अवधारणा जैसा कि जमीन से देखा गया है। स्टीवन हॉब्स (ब्रिस्बेन, क्वींसलैंड, ऑस्ट्रेलिया / नासा) के माध्यम से छवि।

लुभावने परिणाम प्रयोगशाला परीक्षणों से आते हैं जहां टाइटन जैसी स्थितियों को फिर से बनाया गया था। वैज्ञानिकों ने ऐसे यौगिक और खनिज पाए जो पृथ्वी पर मौजूद नहीं हैं, और एक सह-क्रिस्टल ठोस एसिटिलीन और ब्यूटेन से बना था, जो पृथ्वी पर मौजूद हैं, लेकिन केवल गैसों के रूप में। टाइटन इतना ठंडा है, हालांकि, एसिटिलीन और ब्यूटेन ठोस जम जाएगा और क्रिस्टल बनाने के लिए गठबंधन करेगा।

तो वैज्ञानिकों ने पृथ्वी पर एक प्रयोगशाला में टाइटन जैसी स्थिति कैसे बनाई? टाइटन बेहद ठंडा है, लगभग -290 डिग्री फ़ारेनहाइट (-179 डिग्री सेल्सियस), इसलिए उन्होंने एक कस्टम-निर्मित क्रायोस्टेट, एक उपकरण का इस्तेमाल किया जो चीजों को ठंडा रखता है। टाइटन का वातावरण पृथ्वी की तरह ज्यादातर नाइट्रोजन है, इसलिए अगले उन्होंने तरल नाइट्रोजन के साथ क्रायोस्टैट को भर दिया। लेकिन टाइटन की तरह, उन्हें गैस बनने के लिए नाइट्रोजन की जरूरत थी, इसलिए उन्होंने चैम्बर को थोड़ा गर्म किया। मीथेन और ईथेन को जोड़ा गया था, जो टाइटन पर भी बहुत आम हैं। वे दोनों तरल रूप में चंद्रमा पर, बारिश, नदियों, झीलों और समुद्रों में हैं। परिणाम एक हाइड्रोकार्बन युक्त "सूप" था।

उत्तरी गोलार्ध में टाइटन के समुद्रों और झीलों का नक्शा। JPL-Caltech / NASA / ASI / USGS / EarthSky के माध्यम से छवि।

2005 में ह्यूजेंस लैंडर द्वारा टाइटन की सतह को देखा गया। जब एक वाष्पित नदी के पास उतरा तो ह्यूजेंस को नम रेत मिली। तरल मीथेन / ईथेन था, लेकिन rocks out ठोस पानी की बर्फ से बना था। ESA / NASA / एरिज़ोना विश्वविद्यालय / EarthSky के माध्यम से छवि।

इस सूप में बेंजीन के क्रिस्टल सबसे पहले बनते देखे गए थे। बेंजीन पृथ्वी पर गैसोलीन में पाया जाता है और एक बर्फ के आकार का अणु है जो कार्बन परमाणुओं के षट्कोणीय वलय से बना होता है। लेकिन नकली टाइटन की स्थितियों में कुछ और आश्चर्यजनक बात हुई: बेंजीन के अणुओं ने खुद को इस तरह से पुनर्व्यवस्थित किया कि उन्होंने अपने अंदर एथेन अणुओं को रखने की अनुमति दी, जिससे एक सह-क्रिस्टल का निर्माण हुआ। शोधकर्ताओं ने बाद में एक एसिटिलीन और ब्यूटेन सह-क्रिस्टल की भी खोज की, जो कि टाइटन पर संभवतः अधिक सामान्य माना जाता है।

यह एसिटिलीन और ब्यूटेन सह-क्रिस्टल है जो संभवतः बाथटब के छल्ले - वाष्पित खनिजों - झीलों और समुद्रों के किनारों के आसपास बनाते हैं। खनिजों को सतह पर बाहर निकाला जाएगा क्योंकि तरल हाइड्रोकार्बन का वाष्पीकरण होने लगा। कुछ झीलों को टाइटन पर कैसिनी अंतरिक्ष यान द्वारा देखा गया था जब वे तरल से भरे हुए थे, और अन्य समय में जब वे आंशिक रूप से वाष्पित हो गए थे। यह वाष्पीकरण प्रक्रिया समान है कि कैसे लवण पृथ्वी पर झीलों और समुद्रों के किनारों के आसपास क्रस्ट्स बना सकते हैं।

टाइटन पर बाथटब के छल्ले कैसिनी के साक्ष्य के आधार पर मौजूद होने का संदेह है, लेकिन अभी तक पूरी तरह से पुष्टि नहीं हुई है, जैसा कि जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला में मॉर्गन केबल ने नोट किया है:

हमें अभी तक नहीं पता है कि हमारे पास ये बाथटब रिंग हैं ... टाइटन के धुंधले वातावरण में इसे देखना मुश्किल है।

पश्चिम ऑस्ट्रेलिया के बीकन के दक्षिण में एक अम्लीय नमक झील। माना जाता है कि इसके किनारों के चारों ओर नमक का मिश्रण टाइटन पर झीलों और समुद्र के किनारों के आसपास बाथटब के छल्ले के समान है। Suzanne M. Rea / ResearchGate के माध्यम से छवि।

टाइटन की नदियाँ, झीलें और समुद्र, ज्यादातर उत्तरी ध्रुव के पास हैं, इस चाँद को पृथ्वी जैसा दिखने वाला रूप देते हैं। भूमध्य रेखा के पास मीथेन वर्षा और बड़े पैमाने पर रेत के टीले भी हैं, जैसे पृथ्वी पर रेगिस्तान, लेकिन हाइड्रोकार्बन कणों से बना है। ऊपर से देखने पर घना, धुंधला वातावरण जमीन को अस्पष्ट करता है, लेकिन कैसिनी सतह सुविधाओं को देखने के लिए रडार का उपयोग करने में सक्षम था। Huygens जांच, कैसिनी मिशन का हिस्सा है, जिसने 2005 में टाइटन की सतह से पहली-पहली तस्वीरों को वापस भेज दिया, जिसमें ठोस पानी की बर्फ से बनी "चट्टानों" के साथ एक वाष्पीकृत नदी दिखाई दे रही थी। उस सब के नीचे, देखने से बाहर, एक उपसतह पानी का महासागर है। टाइटन कई मायनों में पृथ्वी की तरह लग सकता है, लेकिन रचना के संदर्भ में, यह एक अलग विदेशी दुनिया है।

दुर्भाग्य से, कैसिनी का मिशन 2017 के अंत में समाप्त हो गया, इसलिए बाथटब के छल्ले के आगे के अवलोकन को तब तक इंतजार करना होगा जब तक कि भविष्य का मिशन टाइटन वापस नहीं आ जाता। झीलों या समुद्रों में से एक में तैरने या तैरने वाले प्रपोज प्रस्तावित किए गए हैं, लेकिन अभी ड्राइंग बोर्ड पर ही हैं। हालांकि, नासा का नया ड्रैगनफ्लाय मिशन, जिसे अभी पिछले हफ्ते आधिकारिक तौर पर घोषित किया गया है, टाइटन के आसमान से उड़ने के लिए ड्रोन जैसा रोटरक्राफ्ट भेजेगा, जिससे कई अलग-अलग स्थानों पर रूचि हो सकती है। ड्रैगनफ्लाई 2026 में लॉन्च होने वाली है और 2034 में भूमि। एक्साइटिंग!

निचला रेखा: पृथ्वी पर एक प्रयोगशाला में टाइटन की स्थितियों का अनुकरण करके, वैज्ञानिकों ने पाया है कि कार्बनिक क्रिस्टल के असामान्य रूप चंद्रमा की झीलों और समुद्र के किनारों के आसपास बाथटब के छल्ले बना सकते हैं।

स्रोत: द एसिटिलीन-ब्यूटेन को-क्रिस्टल: टाइटन पर संभावित रूप से प्रचुर मात्रा में आणविक खनिज

वाया AGU 100