타이탄에 짙은 대기가 형성되는 과정

 

 

 

이 삽화는 토성의 위성인 타이탄의 연무를 구성하고 있는 에어로솔의 형성을 이끄는 다양한 과정을 보여주고 있다.

 

태양빛이나 토성의 자기권에서 발생한 고에너지 입자가 타이탄 1천킬로미터 상공 대기층에 충돌하면서 질소와 메탄 분자들이 파괴된다.

이 와중에 무거운 질량의 양이온과 전자가 형성되고 그 결과 일련의 화학 반응이 촉발되면서 다양한 탄화수소들이 만들어진다.

 

타이탄의 대기에서는 작은 탄화수소들이 합쳐지면서 만들어진 보다 큰 규모의 분자인 다환방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)를 포함한 많은 탄화수소들이 관측된다.

타이탄의 대기에서 감지되는 다환방향족 탄화수소중에는 질소원자가 포함되어 있는 경우도 종종 있다.

다환방향족 탄화수소는 보다 큰 혼합물이 만들어지는 일련의 과정에서 첫 번째 과정에 해당한다.

 

이러한 모델은 어떻게 다환방향족 탄화수소가 굳어지고 보다 더 큰 집합체가 생성될 수 있는지, 그리고 어떻게 그 무게가 무거워지면서 낮은 고도의 대기층으로 가라앉는 경향이 있는지를 보여준다.

 

타이탄의 낮은 대기에는 원자나 분자의 복합체가 증가하여 더욱더 밀도가 높아지게 된다.

이러한 반응은 결국 원자나 분자가 더 큰 크기로 응고되면서 타이탄을 감싸고 있는 500킬로미터 이하 저고도의 대기에서 발견되는 탄소기반의 에어로졸을 생성해내는 것이다. 

 

 

출처 : NASA 제트추진연구소(JPL, Jet Propulsion Laboratory) Photo Journal

       http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17240

 

 

참고 : 타이탄을 비롯한 토성과 토성의 여러 달에 대한 다양한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.   
           https://big-crunch.tistory.com/12346948

 

원문>

PIA17240: The Formation of Titan's Haze

Original Caption Released with Image:

This illustration shows the various steps that lead to the formation of the aerosols that make up the haze on Titan, Saturn's largest moon.

When sunlight or highly energetic particles from Saturn's magnetosphere hit the layers of Titan's atmosphere above about 600 miles (1,000 kilometers), the nitrogen and methane molecules there are broken up. This results in the formation of massive positive ions and electrons, which trigger a chain of chemical reactions that produce a variety of hydrocarbons. Many of these hydrocarbons have been detected in Titan's atmosphere, including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are large carbon-based molecules that form from the aggregation of smaller hydrocarbons. Some of the PAHs detected in the atmosphere of Titan also contain nitrogen atoms.

PAHs are the first step in a sequence of increasingly larger compounds. Models show how PAHs can coagulate and form large aggregates, which tend to sink, due to their greater weight, into the lower atmospheric layers. The higher densities in Titan's lower atmosphere favor the further growth of these large conglomerates of atoms and molecules. These reactions eventually lead to the production of carbon-based aerosols, large aggregates of atoms and molecules that are found in the lower layers of the haze that enshrouds Titan, well below about 300 miles (500 kilometers).

The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, ESA and Italy's ASI space agency. The Jet Propulsion Laboratory manages the Cassini–Huygens mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington DC, USA. The visual and infrared mapping spectrometer team is based at the University of Arizona, Tucson. The California Institute of Technology in Pasadena manages JPL for NASA.

Image Credit: ESA/ATG medialab
Image Addition Date: 2013-06-05