Die NASA-Raumsonde Cassini hat auf dem Saturnmond Titan Propylen entdeckt, eine Chemikalie, die zur Herstellung von Vorratsbehältern für Lebensmittel, Stoßstangen und anderen Konsumgütern verwendet wird.
Dies ist der erste endgültige Nachweis des Kunststoffbestandteils auf einem anderen Mond oder Planeten als der Erde.
Eine kleine Menge Propylen wurde in der unteren Titanatmosphäre durch Cassinis Composite Infrared Spectrometer (CIRS) identifiziert. Dieses Instrument misst das Infrarotlicht oder die Wärmestrahlung, die vom Saturn und seinen Monden ausgestrahlt wird, auf die gleiche Weise, wie unsere Hände die Wärme eines Feuers fühlen.
Propylen ist das erste Molekül, das mit CIRS auf Titan entdeckt wurde. Durch die Isolierung des gleichen Signals in verschiedenen Höhen innerhalb der unteren Atmosphäre identifizierten die Forscher die Chemikalie mit einem hohen Maß an Sicherheit. Details werden in einem Artikel in der 30. September-Ausgabe des Astrophysical Journal Letters vorgestellt.
"Diese Chemikalie ist im Alltag allgegenwärtig und wird in langen Ketten zu einem Kunststoff namens Polypropylen zusammengehalten", sagte Conor Nixon, Planetologe am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, MD, und Hauptautor des Papiers. "Der Plastikbehälter im Lebensmittelgeschäft mit dem Recycling-Code 5 auf dem Boden - das ist Polypropylen."
CIRS kann ein bestimmtes Gas, das in den unteren Schichten der Atmosphäre glüht, anhand seines einzigartigen thermischen Fingers identifizieren. Die Herausforderung besteht darin, diese eine Signatur von den Signalen aller anderen Gase um sie herum zu isolieren.
Die Entdeckung der Chemikalie füllt eine mysteriöse Lücke in den Titanbeobachtungen, die auf das Raumschiff Voyager 1 der NASA und den ersten nahen Vorbeiflug an diesem Mond im Jahr 1980 zurückgeht.
Voyager identifizierte viele der Gase in der trüben bräunlichen Atmosphäre von Titan als Kohlenwasserstoffe, die Chemikalien, aus denen hauptsächlich Erdöl und andere fossile Brennstoffe auf der Erde bestehen.
Auf Titan bilden sich Kohlenwasserstoffe, nachdem das Sonnenlicht Methan, das zweithäufigste Gas in dieser Atmosphäre, zerstört hat. Die neu freigesetzten Fragmente können sich zu Ketten mit zwei, drei oder mehr Kohlenstoffen verbinden. Die Familie der Chemikalien mit zwei Kohlenstoffen umfasst das brennbare Gas Ethan. Propan, ein üblicher Brennstoff für tragbare Öfen, gehört zur Familie der drei Kohlenstoffe.
Die Voyager entdeckte alle Mitglieder der Ein- und Zweikohlenstoff-Familie in der Titan-Atmosphäre. Aus der Drei-Kohlenstoff-Familie fand das Raumschiff Propan, das schwerste Mitglied, und Propin, eines der leichtesten Mitglieder. Aber die mittleren Chemikalien, von denen eine Propylen ist, fehlten.
Da die Forscher immer mehr Chemikalien in der Titanatmosphäre mithilfe von Boden- und Weltrauminstrumenten entdeckten, blieb Propylen schwer fassbar. Es wurde schließlich als Ergebnis einer detaillierteren Analyse der CIRS-Daten gefunden.
"Diese Messung war sehr schwierig, da die schwache Propylensignatur von verwandten Chemikalien mit viel stärkeren Signalen überfüllt ist", sagte Michael Flasar, Goddard-Wissenschaftler und Hauptforscher für CIRS. "Dieser Erfolg stärkt unser Vertrauen, dass wir noch mehr Chemikalien in der Atmosphäre von Titan finden werden."
Cassinis Massenspektrometer, ein Gerät, das die Zusammensetzung der Titanatmosphäre untersucht, hatte zuvor angedeutet, dass Propylen in der oberen Atmosphäre vorhanden sein könnte. Eine positive Identifizierung wurde jedoch nicht vorgenommen.
"Ich freue mich immer, wenn Wissenschaftler ein Molekül entdecken, das noch nie zuvor in einer Atmosphäre beobachtet wurde", sagte Scott Edgington, stellvertretender Projektwissenschaftler von Cassini am Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena, Kalifornien Geben Sie einen zusätzlichen Test darüber, wie gut wir den chemischen Zoo verstehen, aus dem die Atmosphäre des Titanen besteht. “
Die Cassini-Huygens-Mission ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Weltraumorganisation. JPL verwaltet die Mission der NASA-Direktion für Wissenschaftsmission in Washington. Das CIRS-Team hat seinen Sitz in Goddard.
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