Ударный синтез органических молекул метеороидами в атмосфере Титана

Термохимическое моделирование и эксперименты с ударной трубкой показывают, что удары, приложенные к газовым смесям N2/CH4, могут синтезировать органические молекулы. Таким образом, достаточно большие гиперзвуковые метеороиды, входящие в атмосферу спутника Сатурна Титана, должны стимулировать органическую химию.

Для этого метеороиды должны быть достаточно большими по сравнению со средней длиной свободного пробега в атмосфере на данной высоте, чтобы генерировать толчки, и выделять достаточно энергии на длину пути, чтобы создавать достаточно высокие температуры, чтобы возбудить и диссоциировать соответствующие молекулы. Космический корабль Кассини запечатлел множественные удары метеоритов о кольца Сатурна, что позволило впервые сделать эмпирическую оценку распределения потоков и частотно-размерных метеороидов в диапазоне размеров от миллиметра до метра.

Мы объединяем эти результаты с моделью входа в атмосферу, а также термохимической и экспериментальной эффективностью образования ударов для атмосфер N2/CH4 и рассчитываем скорость образования ударов для HCN, C2H2 и C2H4, а также результирующее образование H2. Мы обнаружили, что метеороиды могут производить эти молекулы со скоростью примерно 1% от фотохимической скорости, вызванной УФ-фотонами, и могут выделять больше энергии, чем магнитосферные ионы и УФ-фотоны с длиной волны 90-100 нм.

Более того, эти метеороиды производят эти органические молекулы на сотни километров ниже в атмосфере Титана, чем проникают соответствующие УФ-фотоны и магнитосферные ионы, причем пик производства происходит на высоте между 200 и 500 км, то есть в наблюдаемом слое дымки. Таким образом, ударная генерация молекул под воздействием метеороидов может иметь решающее значение для понимания химии атмосферы Титана.

Эрин Э. Флауэрс, Кристофер Ф. Чиба

Комментарии: 12 страниц, 6 рисунковТематика: Земная и планетарная астрофизика (astro-ph.EP)Цитировать как: arXiv:2307.10293 [astro-ph.EP] (или arXiv:2307.10293v1 [astro-ph.EP] для этой версии)Журнал ссылка: Планета. наук. J. 4 (2023) 127 Связанный DOI: https://doi.org/10.3847/PSJ/acdfc9 Сосредоточьтесь, чтобы узнать больше История заявок От: Эрин Флауэрс [v1] Вт, 18 июля 2023 г. 14:43:39 UTC (801 КБ) https:/ /arxiv.org/abs/2307.10293AСтробиология

Соучредитель SpaceRef, член Клуба исследователей, бывший сотрудник НАСА, выездные команды, журналист, специалист по космосу и астробиологии, бывший альпинист.