إضاءات علمية من هويغنز: كيف نشأ النيتروجين على تيتان؟

هذا المقال هو جزء من سلسلة مقالات متعلقة بمسبار هويغنز. يمكنكم الإطلاع على المقالات الأخرى من خلال الروابط التالية الاول، الثانى، الثالث، الخامس، السادس، السابع، الثامن، التاسع، العاشر.\nتيتان والأرض: العالَمان الوحيدان في النظام الشمسي اللذان لهما غلاف جوي سميك من النيتروجين. وعلى الرغم من أن البيانات القادمة من بعثة فوياجر Voyager قد أفادت بأن النيتروجين N2 هو المكون الأساسي في الغلاف الجوي، إلا أن مسبار هويغنز Huygens التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ESA حدد هوية النيتروجين ووفرته في الغلاف الجوي وذلك باستخدام مطياف الكتلة الغازي (Gas Chromatograph Mass Spectrometer) (الذي يحدد نوع وكمية الغازات باستخدام تقنية الكروماتوغرافيا (الفصل))، وقدمت قياسات طيفية أخرى للغلاف الجوي أفكارا جديدة حول مصدر هذا الغلاف الجوي.\nوأثناء هبوطه على السطح، قام مطياف كتلة الغاز بقياس نسب النظائر المشعة وآثار العينات في الغلاف الجوي. وكان أحد أهداف مطياف الكتلة الغازي هو البحث عن الغازات النبيلة (النادرة) الثقيلة كالأرغون 36Ar، والأرغون 38 38Ar والكريبتون Kr والكزينون Xe.\nواكتُشفت هذه الغازات البدائية في النيازك والغلاف الجوي لكل من الأرض والمريخ والزهرة (بنسب معينة) والمشتري كما حددت نسبها. وتقدم لنا النماذج المختلفة عن الوفرة النسبية للغازات ونظائرها أفكارا حول منشأ هذه العناصر وتطورها. وكنتيجة لذلك، كانت قياساتها في الغلاف الجوي لتيتان هامة للغاية.\nهذا وقد افترض العلماء نظريا وجود مثل هذه الغازات عبر السديم الشمسي solar nebula، وبالتالي يُفترض اندماجها في كل من زحل وتيتان في المراحل المبكرة من تشكل الكوكب. وفي معرض الحديث عن منشأ النتروجين، يعد الأرغون 36Ar ذو أهمية خاصة، ووجدت القياسات الطيفية بان نسبة الأرغون إلى النتروجين في الغلاف الجوي لتيتان أقل بمليون مرة من تلك التي في الشمس. \nومن المرجح أن يكون قد نتج عن تكاثف الغازات في تيتان الفتي تشكل الأرغون 36Ar ، إضافة إلى النتروجين. ومع ذلك، يفيد استنزاف النسب الذي كشف عنه مطياف الكتلة في هايجن بأن النتروجين نشأ بداية كجزيئات أمونياك NH3 أو على شكل مركبات أخرى حاملة للنتروجين.\nولطالما بدت ندرة الغازات النادرة على الأرض تعزيزا للفكرة القائلة بأن الغلاف الجوي قد تشكل عبر اندماج كويكبات غنية بالغازات، ويوفر الغياب التقريبي للغازات النبيلة عن تيتان دعما قويا يضاف إلى هذه الفرضية.