Хорошо принято, что луны образуются после планет. Фактически, всего несколько месяцев назад астрономы обнаружили новую луну, образовавшуюся глубоко внутри колец Сатурна, через 4,5 миллиарда лет после того, как планета первоначально сформировалась.
Но новое исследование предполагает, что ледяная луна Сатурна Титан - известный своими реками и озерами с жидким метаном - возможно, сформировался до своей родительской планеты, что противоречит теории, что Титан образовался в теплом диске, окружающем младенца Сатурна.
Совместное исследование, финансируемое НАСА и ЕКА, обнаружило убедительные доказательства того, что азот в атмосфере Титана возник в условиях, похожих на холодные места рождения самых древних комет из облака Оорта - сферической оболочки из ледяных частиц, которая окружает Солнечную систему.
Подсказка приходит в виде соотношения. Все элементы имеют определенное количество известных изотопов - варианты этого элемента с одинаковым количеством протонов, которые отличаются количеством нейтронов. Соотношение одного изотопа к другому изотопу является ключевым диагностическим инструментом.
В атмосферах планет и материалах поверхности количество одного изотопа относительно другого изотопа тесно связано с условиями, в которых образуются материалы. Любое изменение в соотношении позволит ученым определить возраст для этого материала.
Кэтлин Мандт из Юго-западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио и коллеги проанализировали соотношение азота-14 (семь протонов и семь нейтронов) к азоту-15 (семь протонов и восемь нейтронов) в атмосфере Титана.
«Когда мы внимательно посмотрели на то, как это соотношение может эволюционировать со временем, мы обнаружили, что невозможно существенно изменить его», - сказал Мандт в пресс-релизе. «Атмосфера Титана содержит так много азота, что ни один процесс не может существенно изменить этот индикатор, даже если учесть более четырех миллиардов лет истории Солнечной системы».
Команда обнаружила, что наша Солнечная система недостаточно стара для того, чтобы соотношение изотопов азота изменилось так же сильно, как изменилось. Сравнивая небольшое изменение в этом соотношении, Мандт и его коллеги обнаружили, что оно более похоже на кометы облаков Оорта, чем на тела Солнечной системы, включая планеты и кометы, рожденные в поясе Койпера. Команда стремится увидеть, подтверждаются ли их выводы данными миссии ESA в Розетте, которая будет изучать комету 67P / Чурюмов-Герасименко в конце этого года.
Наконец, исследование также имеет значение для Земли. В прошлом исследователи предполагали связь между кометами, Титаном и Землей. Но эти результаты показывают, что отношение изотопов азота на Титане и Земле различно, что свидетельствует о том, что источники азота на Земле и Титане должны были быть разными.
Неясно, получала ли Земля азот от ранних метеоритов или была захвачена непосредственно из газового диска, который сформировал Солнечную систему.
«Этот захватывающий результат является ключевым примером науки Кассини, которая дает нам знания об истории Солнечной системы и о том, как сформировалась Земля», - сказал Скотт Эджингтон, заместитель исследователя проекта Кассини из Лаборатории реактивного движения НАСА.
Исследование было опубликовано на этой неделе в Astrophysical Journal Letters.
