Die obere Atmosphäre des Saturn-Mondes Titan ist eine chemische Hexenküche, in der komplexe organische Moleküle zusammengebraut werden. Das zeigen Messungen der Raumsonde Cassini, die Forscher um Hunter Waite jetzt in der Zeitschrift “Science” vorstellen.
Ein dichter, orangefarbener Smog aus langkettigen organischen Molekülen, so genannten Tholinen, umgibt den größten Mond des Saturn-Systems. Bislang war unklar, wie die riesigen Kettenmoleküle entstehen. Planetenforscher nahmen an, dass sie ihren Ursprung in tieferen Atmosphärenschichten haben und von dort aus auf den Boden sinken. Waite und seine Kollegen schließen jetzt aber aus Daten, die Cassini bei den bisherigen sechs Vorbeiflügen sammelte, dass die Tholine in etwa tausend Kilometern Höhe in mehreren Schritten zusammengesetzt werden.
Ausgangspunkt sind die einfachen Verbindungen Stickstoff und Methan (CH4), die Hauptbestandteile von Titans Atmosphäre. Durch ultraviolettes Licht von der Sonne und geladene Teilchen, die vom Saturn kommen, werden die Moleküle gespalten und formen einfache Kohlenwasserstoffe wie Ethen oder Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen, zum Beispiel Blausäure (HCN). Einige Moleküle werden durch die Zusammenstöße auch ionisiert, wobei sowohl positiv als auch negativ geladene Teilchen entstehen.
“Dass wir auch negative Ionen gefunden haben, war eine völlige Überraschung”, berichtet Co-Autor David Young vom Southwest Research Institute. “Sie könnten eine unerwartet wichtige Rolle dabei spielen, aus kohlen- und stickstoffhaltigen Vorläufern Tholine zu bilden.” Auch der einfachste aromatische Kohlenwasserstoff Benzol entsteht den Cassini-Messungen zufolge in luftigen Höhen. Die Forscher spekulieren daher, dass Titan die Quelle größerer aromatischer Verbindungen sein könnte, die auf der Oberfläche anderer Saturnmonde zu finden sind. Aus dem vielfältigen Gebräu wachsen schließlich gewaltige Kettenmoleküle, bestehend aus hunderten von Atomen heran ? ganz ähnlich, wie Russpartikel im Dieselmotor entstehen.
Die Studie nährt die Hoffnung, mithilfe von Titan die Entstehung des Lebens auf der Erde zu verstehen. “Zu den Tholinen gehören auch die Vorläufer von Aminosäuren und Proteinen”, berichtet Hunter Waite. “Indem wir ihren Entstehungsprozess verstehen, erhalten wir wertvolle Einsichten über die Entstehung des Lebens im Sonnensystem.” Zukünftige Missionen zum Titan, so kommentiert Sushil Atreya von der Universität von Michigan, sollten vor allem auf der Oberfläche des Mondes nach den Bio-Molekülen suchen.
Hunter Waite (Southwest Research Institute) et al.: Science, Bd. 316, S. 843 u. 870 Ute Kehse
