Saturnsonde findet „fehlenden“ Kohlenwasserstoff

Der Saturnmond Titan trägt einen dichten Schleier aus Kohlenwasserstoffen. Einen lange gesuchten Bestandteil dieses organischen Dunstschleiers hat die Raumsonde Cassini nun erstmals nachweisen können. Die Atmosphäre des Titan enthält demnach Spuren von Propen – auf der Erde bekannt als Ausgangsstoff für die Herstellung von Plastikfolien und Kunststoffflaschen.

Bild: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

„Diese Verbindung ist in unserem täglichen Leben praktisch allgegenwärtig“, erklärt Conor Nixon vom Goddard Space Flight Center der NASA, „nämlich verknüpft zu langen Molekülketten im Kunststoff Polypropylen.“ Neben der Erde sei Titan der einzige Himmelskörper im Sonnensystem, auf dem der kleine Kohlenwasserstoff gefunden worden sei.

Titan ist der größte Saturnmond und stellt sogar den Planeten Merkur in den Schatten. Vor allem seine orangebraune Atmosphäre aus Stickstoff und Methan, in der energiereiche Sonnenstrahlung eine Vielzahl chemischer Reaktionen anstößt, macht ihn zu einem interessanten Studienobjekt. Entsprechend war er bereits von der Sonde Voyager 1 bei ihrem Vorbeiflug im Jahr 1980 untersucht worden.

Unter anderem hatte die Sonde die Verbindungen Propan und Propin in der dunstverhangenen Gashülle gefunden. Beide bestehen aus einer kurzen Kette von 3 Kohlenstoffatomen, die im einen Fall mit 8, im anderen mit 4 Wasserstoffatomen gespickt ist. Das ebenfalls erwartete Propen, mit 6 Wasserstoffatomen gewissermaßen das Bindeglied zwischen beiden Verbindungen, schien dagegen unauffindbar. Tatsächlich ist es vorhanden, zeigen nun die neuen Daten, allerdings nur in geringen Mengen.

Propen kommt in der Gashülle des Titan in Volumenanteilen von höchstens 5 Milliardsteln (ppbv) vor, fanden die Forscher mithilfe des Infrarotspektrometers CIRS an Bord von Cassini heraus. „Diese Messung war sehr schwierig anzustellen, weil die schwache Signatur des Propens von ähnlichen Verbindungen mit sehr viel stärkeren Signaturen überlagert wird“, erklärt Nixons Institutskollege Michael Flasar.

Generell schienen Kohlenwasserstoffe mit Doppelbindungen in der Atmosphäre Titans seltener vorzukommen als solche gleicher Kettenlänge mit Einfach- bzw. Dreifachbindungen, schreiben die Forscher im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“. Eine mögliche Erklärung sei die gute Angreifbarkeit der Doppelbindung: Verbindungen wie das Propen würden leichter durch UV-Strahlung gespalten und seien reaktionsfreudiger als ihre chemischen Vettern mit Einfach- oder Dreifachbindungen. Daher würden sie besonders schnell in andere Verbindungen umgewandelt.

Forschung: Conor A. Nixon und F. Michael Flasar, Planetary Systems Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt; und andere

Veröffentlichung Astrophysical Journal Letters, Vol. 776(1), L14, DOI 10.1088/2041-8205/776/1/L14

WWW:
Planetary Systems Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center
Cassini
– Composite Infrared Spectrometer (CIRS)
Kohlenwasserstoffe

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