वैज्ञानिकों ने शनि के सबसे बड़े चंद्रमा टाइटन पर मौजूद अद्वितीय रासायनिक स्थितियों को यहां पृथ्वी पर छोटे कांच के सिलेंडरों में फिर से बनाया है और इस प्रयोग से चंद्रमा की खनिज संरचना की पहले की अज्ञात विशेषताओं का पता चला है।
गैनीमेड के बाद टाइटन सौर मंडल का दूसरा सबसे बड़ा उपग्रह है, जो बृहस्पति से संबंधित है, इसमें मुख्य रूप से मीथेन के मिश्रण के साथ नाइट्रोजन का घना वातावरण है। यह पीली धुंध लगभग -180 डिग्री सेल्सियस का तापमान बनाए रखती है। वातावरण के नीचे झीलें, समुद्र और तरल मीथेन और ईथेन की नदियाँ हैं जो विशेष रूप से ध्रुवों के पास टाइटन की बर्फीली परत को कवर करती हैं। पृथ्वी पर तरल पानी की तरह, ये प्राकृतिक गैसें एक चक्र में भाग लेती हैं जिसमें वे वाष्पित हो जाती हैं, बादल बनाती हैं, और फिर चंद्रमा की सतह पर बरसती हैं।
टाइटन का सघन वातावरण, तरल सतह, और मौसमी मौसम चक्र इस ठंडे चंद्रमा को थोड़ा पृथ्वी जैसा बनाते हैं, और हमारे ग्रह की तरह इसमें कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन युक्त कार्बनिक अणु हैं। टाइटन पर होने वाले इस कार्बनिक रसायन के कारण, वैज्ञानिकों का मानना है कि ग्रह पर जीवन के प्रकट होने से पहले पृथ्वी पर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए चंद्रमा एक विशाल प्रयोगशाला के रूप में काम कर सकता है।
लेकिन केवल एक अंतरिक्ष यान, कैसिनी, ने शनि और उसके चंद्रमाओं का विस्तार से अवलोकन किया है, जिससे टाइटन पर खोजी गई अजीब रासायनिक संरचना का जमीनी अध्ययन करना मुश्किल हो गया है। इसलिए, वैज्ञानिकों के एक समूह ने हाल ही में टाइटन को टेस्ट ट्यूब में मॉडल करने का फैसला किया।
सबसे पहले, समूह ने तरल पानी को छोटे कांच के सिलेंडरों में रखा और तापमान को टाइटैनिक के समान स्थितियों में कम कर दिया। टाइटन की बर्फीली पपड़ी की नकल करते हुए पानी जम गया। टीम ने फिर ट्यूब में ईथेन मिलाया, जो टाइटन की सतह पर झीलों की तरह तरल हो गया। अंत में, उन्होंने टाइटन के वातावरण को बनाने के लिए नाइट्रोजन जोड़ा, और फिर टाइटन की सतह पर और उसके वातावरण की विभिन्न परतों में तापमान में उतार-चढ़ाव का अनुकरण करने के लिए ट्यूब में तापमान को थोड़ा बदल दिया।
अपने नवीनतम अध्ययन में, 26 अगस्त को अमेरिकन केमिकल सोसाइटी फॉल मीटिंग में प्रस्तुत किया गया, टीम ने दो यौगिकों, एसीटोनिट्राइल (ACN) और प्रोपियोनिट्राइल (PCN) को जोड़ा। कैसिनी मिशन के डेटा से संकेत मिलता है कि ये यौगिक टाइटन पर प्रचुर मात्रा में हैं। अधिकांश पिछले अध्ययनों ने दो यौगिकों का उनके शुद्ध रूप में अलग-अलग अध्ययन किया है, लेकिन टीम यह देखना चाहती थी कि यदि यौगिकों को मिलाया गया तो क्या होगा, जैसा कि टाइटन पर हो सकता है। प्रत्येक यौगिक के साथ अलग-अलग काम करने के विपरीत, यदि आप उन्हें एक साथ मिलाते हैं, तो आप संरचना में एक पूरी तरह से अलग परिणाम प्राप्त कर सकते हैं, अर्थात अणु कैसे व्यवस्थित होंगे, और अणु कैसे क्रिस्टलीकृत होंगे, या एक ठोस रूप में बदलेंगे।
टीम ने पाया कि टाइटेनियम जैसी परिस्थितियों में, ACN और PCN अकेले यौगिक की तुलना में काफी भिन्न व्यवहार करते हैं। अर्थात्, जिस तापमान पर यौगिक पिघलते हैं या क्रिस्टलीकृत होते हैं, सैकड़ों डिग्री सेल्सियस के क्रम में नाटकीय रूप से बदलते हैं।
ये पिघलने और क्रिस्टलीकरण बिंदु टाइटन के धुंधले पीले वातावरण में प्रासंगिक होंगे। चंद्रमा की सतह के ऊपर ऊंचाई के आधार पर वातावरण की विभिन्न परतें तापमान में भिन्न होती हैं, इसलिए यह समझने के लिए कि धुंध में रसायन कैसे व्यवहार करते हैं, नए अध्ययन से पता चलता है कि तापमान में इन उतार-चढ़ाव को ध्यान में रखा जाना चाहिए।
इसके अलावा, वैज्ञानिकों ने पाया कि जब ACN और PCN क्रिस्टलीकृत होते हैं, तो वे अलग-अलग क्रिस्टल संरचनाओं को अपनाते हैं, जो इस बात पर निर्भर करता है कि वे अकेले हैं या किसी अन्य यौगिक की उपस्थिति में हैं। क्रिस्टल तब बनते हैं जब किसी यौगिक के अलग-अलग अणु एक उच्च संगठित संरचना में संयोजित होते हैं। यद्यपि इस संरचना के निर्माण खंड - अणु - समान रहते हैं, तापमान जैसे कारकों के आधार पर, वे थोड़े अलग विन्यास में एक साथ जुड़ सकते हैं।
क्रिस्टल संरचना में इन विविधताओं के रूप में जाना जाता है पॅलिमरफ्स, और जब ACN और PCN स्वयं मौजूद होते हैं, तो वे एक बहुरूपता को उच्च तापमान पर और दूसरे को कम तापमान पर अपनाते हैं। लेकिन वैज्ञानिकों ने देखा कि अगर मिश्रण होता है तो उच्च तापमान और कम तापमान की स्थिरता एक तरह से बदल सकती है। कब और कैसे यौगिक एक स्थिर संरचना तक पहुँचते हैं, के ये बारीक विवरण वास्तव में इस समझ को बदल सकते हैं कि टाइटन पर कौन से खनिज पाए जा सकते हैं।
2026 में लॉन्च होने और 2034 में शनि पर पहुंचने के लिए निर्धारित नासा का ड्रैगनफ्लाई मिशन, टाइटन की खनिज संरचना के बारे में अधिक जानकारी प्रदान कर सकता है।
यह भी पढ़ें: