Síntesis de choque de moléculas orgánicas por meteoritos en la atmósfera de Titán

Los modelos termoquímicos y los experimentos con tubos de choque muestran que los choques aplicados a mezclas de gases N2/CH4 pueden sintetizar moléculas orgánicas. Por lo tanto, la entrada de meteoritos hipersónicos suficientemente grandes en la atmósfera de Titán, la luna de Saturno, debería impulsar la química orgánica.

Para hacerlo, los meteoroides deben ser lo suficientemente grandes en comparación con el camino libre medio atmosférico a una altitud determinada para generar choques y depositar suficiente energía por longitud del camino para producir temperaturas lo suficientemente altas como para excitar y disociar las moléculas relevantes. La nave espacial Cassini tomó imágenes de múltiples impactos de meteoroides en los anillos de Saturno, lo que permitió por primera vez realizar una estimación empírica del flujo y las distribuciones de frecuencia de tamaño de los meteoroides en el rango de tamaño de milímetros a metros.

Combinamos estos resultados con un modelo de entrada atmosférica y eficiencias de producción de choques termoquímicos y experimentales para atmósferas de N2/CH4 y calculamos las tasas de producción de choques para HCN, C2H2 y C2H4, así como la generación de H2 resultante. Descubrimos que los meteoroides pueden estar produciendo estas moléculas hasta aproximadamente el 1% de la tasa de producción de fotoquímica impulsada por fotones UV, y pueden estar depositando más energía que los iones magnetosféricos y los fotones UV de 90-100 nm.

Además, estos meteoroides producen estas moléculas orgánicas cientos de kilómetros más abajo en la atmósfera de Titán de lo que penetran los fotones ultravioleta y los iones magnetosféricos relevantes, con una producción máxima entre 200 y 500 km de altitud, es decir, en la capa de neblina observada. Por lo tanto, la generación de moléculas de choque impulsadas por meteoritos puede ser crucial para comprender la química atmosférica de Titán.

Erin E. Flores, Christopher F. Chyba

Comentarios: 12 páginas, 6 figurasMaterias: Astrofísica terrestre y planetaria (astro-ph.EP)Citar como: arXiv:2307.10293 [astro-ph.EP] (o arXiv:2307.10293v1 [astro-ph.EP] para esta versión)Revista referencia: Planeta. Ciencia. J. 4 (2023) 127DOI relacionado:https://doi.org/10.3847/PSJ/acdfc9Enfoque para obtener más informaciónHistorial de envíosDe: Erin Flowers[v1] Martes, 18 de julio de 2023 14:43:39 UTC (801 KB)https:/ /arxiv.org/abs/2307.10293AStrobiología

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