Загадочный облик ледяного облака, расположенного в атмосфере спутника Сатурна Титана, заставил ученых из НАСА предположить особый, химический механизм формирования этого облака вместо обычной, физической конденсации паров.

Расположенное в стратосфере Титана, это облако состоит из молекул химического соединения углерода и азота, известного как дицианоацетилен (C4N2), компонента атмосферы Титана, сообщающего ей коричневато-оранжевый цвет.

Несколько десятилетий назад инфракрасный инструмент, установленный на борту космического аппарата НАСА «Вояджер», зафиксировал присутствие ледяного облака, подобного этому вновь обнаруженному облаку, в атмосфере Титана. Тогда ученых поразил тот факт, что парциальное давление паров дицианоацетилена над частицами льда облака составляло лишь 1 процент от равновесного парциального давления этого газа над этими частицами льда, соответствующего началу конденсации, откуда следует, что это облако не могло образоваться путем конденсации паров дицианоацетилена. Дополнительное подтверждение эти соображения получили недавно, когда при помощи инфракрасного инструмента миссии НАСА «Кассини» учеными НАСА были получены аналогичные данные.

В новом исследовании астрономы во главе с Кэрри Андерсон из Центра космических полетов Годдарда, США, проанализировав как эти новейшие, так и архивные данные, предложили альтернативный механизм формирования облаков в атмосфере Титана, включающий твердотельные химические реакции. Первый этап этого физико-химического процесса предполагает формирование частиц льда, состоящих из твердого цианоацетилена (HC3N), на поверхности которых на второй стадии процесса происходит конденсация циановодорода (HCN) с последующей твердотельной химической реакцией между оболочкой и ядром частицы, состоящими из химически различных соединений, инициируемой фотонами ультрафиолетового излучения. В результате протекания этой реакции образуются дицианоацетилен и водород, считают авторы статьи.

Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters.