Телескоп Джеймс Вебб виявив невідому речовину на поверхні Титана і Плутона

Космічний телескоп Джеймс Вебб зафіксував на поверхні Титана, найбільшого супутника Сатурна, та карликової планети Плутон незвичну смугу поглинання світла. Дослідники вважають, що це може свідчити про існування невідомих органічних сполук, які утворюються на поверхні обох тіл.

Поверхня Титана тривалий час залишалася складним об’єктом для вивчення. Щільна атмосфера з тиском близько 1,5 бара практично повністю приховує її від спостережень: сонячне світло проходить крізь численні шари газу та аерозольної димки, які розсіюють і поглинають випромінювання. Саме тому хімічний склад твердої поверхні супутника досі лишається маловивченим.

Наукова група під керівництвом Б. Безара скористалася високою чутливістю та широким спектральним діапазоном JWST і дослідила ділянку спектра від 4,9 до 5,4 мікрометра — найбільш прийнятну для вивчення поверхні Титана через мінімальний вплив атмосферної димки. Аналіз даних приладів NIR­Spec і MIRI виявив несподівану смугу поглинання з максимумом на довжині хвилі 5,113 мікрометра та глибиною близько 6–7%.

Щоб підтвердити поверхневе походження сигналу, вчені порівняли спектри центральної частини диска Титана та його крайових областей. Якби поглинання створювала атмосфера, воно мало б посилюватися по краях диска, де світло проходить крізь товщий шар газу. Утім результат виявився протилежним: сигнал слабшав саме по краях, що однозначно вказує на його поверхневу природу.

Аналізуючи дані JWST щодо Плутона, отримані у травні 2023 року, дослідники з подивом виявили ту саму смугу поглинання на довжині хвилі 5,113 мікрометра. На Плутоні її глибина становила 4–5%, проте сама смуга виявилася приблизно втричі ширшою, ніж на Титані. Вчені припускають, що різниця у ширині пов’язана з особливостями фізичного стану речовини на поверхні двох тіл.

Серед перевірених кандидатів були льоди етану, етилену, ацетилену, пропану, бензолу, ціаністого водню та інших сполук, відомих по спостереженнях атмосфер Титана і Плутона. Жодна з них не демонструє спектральну лінію, що збігається з виявленою смугою. Найбільш імовірними кандидатами наразі вважаються алени, певні суміші бензолу з іншими речовинами, кетен, а також сполуки, що утворюються при опроміненні метанольного льоду.

Для остаточної ідентифікації речовини необхідні додаткові лабораторні дослідження. Вчені також планують побудувати детальну карту розподілу смуги поглинання по всій поверхні Титана з використанням нових даних телескопа. Додаткову інформацію про склад поверхні супутника має надати місія Drag­on­fly, яка прибуде до Титана в середині 2030‑х років: встановлений на апараті мас-спектрометр DraMS зможе визначити склад багатьох органічних сполук, хоча відсутність інфрачервоного спектрометра не дозволить безпосередньо зареєструвати виявлену спектральну особливість.