Титан экзотичен и, вместе с этим, похож на Землю. Некоторые исследователи даже считают возможным существование там примитивной жизни. Фото: NASA/JPL-Caltech

Температура там держится на уровне около минус 180 градусов по Цельсию. Конечно, климат не совсем приятный. Да и в остальном условия на Титане кажутся на первый взгляд совсем не комфортными для жизни. Но при этом самая большая луна Сатурна считается одним из самых похожих на Землю объектов Солнечной системы: небесное тело диаметром около 5150 километров имеет плотную атмосферу, обширные дюнные ландшафты, реки, озера и острова и настоящий жидкостный круговорот. Однако, в отличие от водной системы Земли, из облаков Титана выпадают углеводороды - метан и этан.

Кроме того, существенное отсутствие ударных кратеров свидетельствует, по-видимому, о том, что поверхность Титана подвержена постоянным изменениям. Астрономам даже удалось определить с помощью снимков и записей зонда NASA Cassini, что на Титане существуют времена года. Отражения от поверхности, которые появляются только в определенное время, позволяют сделать вывод о сезонных колебаниях температуры и влажности.

С неба или все-таки с поверхности?

При всей схожести, некоторые особенности поверхности кажутся чрезвычайно экзотическими. В частности, исследователей в тупик ставят пустыни экваториальных районов с их дюнами высотой более ста метров. До сих пор существовало предположение, что материал, из которого формируются дюны, содержится в густых облаках Титана. Однако, проведенное недавно исследование позволяет предположить, что материал этот все же происходит с поверхности.

Сравнение показывает параллели между земными (справа) песчаными дюнами и дюнами на Титане (слева). Фото: NASA/JPL-Caltech, and NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS and U.S./Japan ASTER

Записи зонда NASA Cassini еще раньше показали, что на этих дюнах присутствуют органические молекулы, обеспечивающие их темный цвет. Похожие полициклические ароматические углеводороды были обнаружены также и в плотной парообразной газовой оболочке Титана, что дало многим ученым повод предположить, что источник материала песчаных дюн может находиться и там.

Тем не менее, команда во главе с Ральфом Кайзером из Гавайского университета в Маноа, Гонолулу, рассуждает в журнале Science Advances о том, что темные органические зернышки могут также образовываться и на поверхности Титана в ходе процесса, который применим и к другим небесным телам.

Ацетиленовый лед под обстрелом

Когда исследователи проанализировали данные зонда Cassini, они обнаружили в том же регионе, что и дюны, сигнатуру этинового льда, более известного под названием ацетилен - углеводорода с молекулярной формулой C2H2. Чтобы выяснить, может ли этот лед химически превращаться в сложные органические соединения в условиях, преобладающих на поверхности Титана, ученые провели эксперимент: они бомбардировали ацетиленовый лед высокоэнергетическим излучением, подобным тому, которое постоянно поражает эту сатурнианскую луну.

Обычно туманная атмосфера мешает тщательно присмотреться к поверхности Титана. Инфракрасные снимки Cassini показывают, как выглядела бы эта луна без плотного облачного покрова. Фото: NASA/JPL-Caltech/University of Nantes/University of Arizona

Результат оказался таковым: лед действительно превратился в те химические вещества, которые Cassini обнаружил на титановых дюнах. Но ученые пока что не спешат принимать результаты своих экспериментов в качестве окончательного доказательства происхождения и состава материалов дюн. В конце концов, считает Кайзер, этот процесс должен быть еще более эффективным на планетах и лунах без атмосферы. Как бы там ни было, такие органические материалы уже наблюдались на карликовых планетах Плутон и Макемаке.

Dragonfly присмотрится к дюнам повнимательнее

Проектируемый беспилотник Dragonfly будет исследовать поверхность Титана в 2030-х годах. Иллюстрация: NASA/JHU-APL

«Однако в конечном итоге дюны Титана все еще остаются загадкой. Мы не знаем точно, из чего состоит этот песок, и мы не можем с уверенностью сказать, откуда он на самом деле происходит», - добавляет Ральф Лоренц из Университета Джонса Хопкинса в Мэриленде. Возможно, что разгадать эту тайну поможет планируемая миссия NASA Dragonfly («Стрекоза»). Американское космическое агентство планирует в 2026 году отправить зонд в систему Сатурна, а на следующем этапе - в 2034 году - собирается посадить свой дрон в области дюн для их тщательного исследования.