Ongeveer één procent van de chemische reacties in de atmosfeer van Titan wordt veroorzaakt door meteoroïden die er met hypersone snelheden binnendringen.
Dat hebben onderzoekers van de universiteit van Princeton (VS) afgeleid met behulp van metingen van de Saturnusverkenner Cassini, die van 2004 tot 2017 om Saturnus draaide. Eén procent is gering, maar toch voldoende groot om de puzzel van de chemie in de atmosfeer van de grootste maan van Saturnus sluitend te krijgen. De atmosfeer van Titan bestaat voor 94 procent uit stikstof en voor de rest uit methaan, waterstof en sporen van organische verbindingen. Die ontstaan door chemische reacties die vooral tot stand komen onder invloed van de ultraviolette straling van de zon en elektrisch geladen deeltjes uit de magnetosfeer van Saturnus. Maar Titan wordt ook gebombardeerd door stofdeeltjes en (grotere) meteoroïden uit de interplanetaire ruimte. Die kunnen schokgolfjes veroorzaken die energie voor chemische reacties leveren.
Mede dankzij de metingen van Cassini hebben astronomen nu een goede indruk van de aantallen en grootten van deze deeltjes rond Titan.
Erin Flowers en Chistopher Chyba hebben mede via laboratoriumexperimenten de productie van organische verbindingen als waterstofcyanide (HCN), acetyleen (C2H2) en etheen (C2H4) via deze ‘schokchemie’ in Titans atmosfeer berekend. Die bedraagt één procent van die door fotochemische reacties en is bovendien groter dan die via de deeltjes uit de magnetosfeer van Saturnus.
Het grootste deel van deze schokchemie vindt plaats op hoogten tussen zo’n 250 en 500 kilometer, ofwel honderden kilometers lager in de atmosfeer dan waarop de uv-straling van de zon en de geladen deeltjes hun meeste energie afleveren. In dit deel van de atmosfeer zijn de interplanetaire deeltjes zelfs de belangrijkste energieleveranciers.
Bovendien valt dit hoogtegebied ruwweg samen met het gebied waarin zich de dikke ‘mistlaag’ rond Titan bevindt.
Volgens de astronomen is dit geen toeval en zouden de verdampende meteoroïden hier ook stofdeeltjes kunnen voortbrengen die als groeikernen voor de mistdeeltjes fungeren. (GB/ Planetary Science Journal 4: 127) (Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/Kevin M. Gill)
