Síntese de choque de moléculas orgânicas por meteoróides na atmosfera de Titã

Modelagens termoquímicas e experimentos com tubos de choque mostram que choques aplicados a misturas gasosas N2/CH4 podem sintetizar moléculas orgânicas. Meteoróides hipersônicos suficientemente grandes que entram na atmosfera da lua de Saturno, Titã, deveriam, portanto, impulsionar a química orgânica.

Para fazer isso, os meteoróides devem ser suficientemente grandes em comparação com o caminho livre médio atmosférico em uma determinada altitude para gerar choques e depositar energia suficiente por comprimento de caminho para produzir temperaturas altas o suficiente para excitar e dissociar as moléculas relevantes. A espaçonave Cassini fotografou vários impactos de meteoróides nos anéis de Saturno, permitindo pela primeira vez que uma estimativa empírica fosse feita do fluxo e das distribuições de tamanho-frequência de meteoróides na faixa de tamanho de milímetro a metro.

Combinamos esses resultados com um modelo de entrada atmosférica e eficiências de produção de choque termoquímico e experimental para atmosferas de N2/CH4 e calculamos as taxas de produção de choque para HCN, C2H2 e C2H4, bem como a geração de H2 resultante. Descobrimos que os meteoróides podem estar produzindo essas moléculas em até 1% da taxa de produção da fotoquímica impulsionada pelos fótons UV, e podem estar depositando mais energia do que os íons magnetosféricos e os fótons UV de 90-100 nm.

Além disso, estes meteoróides produzem estas moléculas orgânicas centenas de quilómetros mais abaixo na atmosfera de Titã do que os fotões UV e iões magnetosféricos relevantes penetram, com o pico de produção a ocorrer entre 200 e 500 km de altitude, ou seja, na camada de neblina observada. A geração de choques de moléculas impulsionada por meteoróides pode, portanto, ser crucial para a compreensão da química atmosférica de Titã.

Erin E. Flowers, Christopher F. Chyba

Comentários: 12 páginas, 6 figurasAssuntos: Astrofísica da Terra e Planetária (astro-ph.EP)Citar como: arXiv:2307.10293 [astro-ph.EP] (ou arXiv:2307.10293v1 [astro-ph.EP] para esta versão)Diário referência: Planeta. Ciência. J. 4 (2023) 127DOI relacionado: https://doi.org/10.3847/PSJ/acdfc9Concentre-se para saber maisHistórico de envioDe: Erin Flowers[v1] Ter, 18 de julho de 2023 14:43:39 UTC (801 KB)https:/ /arxiv.org/abs/2307.10293AStrobiologia

Cofundador da SpaceRef, Explorers Club Fellow, ex-NASA, Away Teams, Jornalista, Espaço e Astrobiologia, Alpinista caduco.