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CASSINI
Propen in Titanatmosphäre entdeckt
von Stefan Deiters
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1. Oktober 2013

Die Saturnsonde Cassini hat in der Atmosphäre des Monds Titan Propen nachgewiesen - ein Gas, das auf der Erde zur Herstellung von Kunststoffen verwendet wird. Es ist die erste sichere Entdeckung von Propen auf einem Mond oder anderem Planeten des Sonnensystems. Der Fund gelang mithilfe des Composite Infrared Spectrometer von Cassini.

Titan

In der Atmosphäre des Saturnmonds Titan konnten Forscher nun Propen nachweisen. Bild: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Wissenschaftler haben mithilfe der Saturnsonde Cassini und des Composite Infrared Spectrometer (CIRS) an Bord erstmals Propen in der Atmosphäre des Saturnmonds Titan nachgewiesen. Das Gas, das zur Herstellung verschiedener Kunststoffe verwendet wird, konnte damit auch zum ersten Mal außerhalb der Erde aufgespürt werden. Der Fund gelang durch eine spektrale Analyse der Infrarot- oder Wärmestrahlung der Titanatmosphäre. Es ist das erste Molekül, das die Forscher mit dem Instrument CIRS auf Titan nachweisen konnten.

"Diese Chemikalie findet sich überall in unserem täglichen Leben und zwar in Form von langen Ketten, dem sogenannten Polypropylen", erklärt Conor Nixon vom Goddard Space Flight Center der NASA, der auch Erstautor eines Fachartikels ist, der gestern in der Zeitschrift Astrophysical Journal Letters erschien. "Die Plastikbehälter im Lebensmittelgeschäft mit dem Recycling-Code fünf auf dem Boden - das ist Polypropylen." Der Kunststoff wird auch einfach durch "PP" abgekürzt.

Mit CIRS können die Wissenschaftler verschiedene Gase in der unteren Atmosphäre des Titan anhand ihres speziellen thermischen Fingerabdrucks identifizieren. Die Herausforderung ist dabei, die Signaturen des gesuchten Gases von den Signalen der anderen Bestandteile der Atmosphäre zu unterscheiden.

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Mit der jetzigen Entdeckung ist es den Titanforschern gelungen, eine mysteriöse Lücke zu schließen, die sich bei der Untersuchung der Titanatmosphäre ergeben hatte: So wies die Sonde Voyager 1 bei ihrem Vorüberflug an Titan im Jahr 1980 unzählige Gase in der Atmosphäre des Saturntrabanten nach, darunter auch zahlreiche Kohlenwasserstoffe.

Diese entstehen offenbar, nachdem die Methanmoleküle in der Atmosphäre durch Sonnenlicht aufgebrochen wurden und sich die Fragmente dann zu neuen Verbindungen zusammenschließen. Methan ist das zweithäufigste Gas in der Titanatmosphäre. Es besteht aus einem Kohlenstoff- und vier Wasserstoffatomen.

Von den Verbindungen, die drei Kohlenstoffe enthalten, wurden durch Voyager mit Propan (drei Kohlenstoff- und acht Wasserstoffatome) die schwerste dieser Verbindungen nachgewiesen und mit Propin (drei Kohlenstoff- und vier Wasserstoffatome) eine der leichtesten. Die mittleren Verbindungen, zu denen Propen (drei Kohlenstoff- und sechs Wasserstoffatome) gehört, konnten hingegen nicht aufgespürt werden.

Im Laufe der Jahre wurden dann immer weitere Verbindungen in der Titanatmosphäre nachgewiesen, Propen allerdings war bislang nicht darunter. Erst die gründliche Analyse von CIRS-Daten lieferte nun den so lange gesuchten Nachweis auch dieser Verbindung.

"Diese Messungen waren sehr schwierig, da das schwache Signal von Propen von den Signaturen verwandter Chemikalien überlagert wird, die deutlich stärker sind", erklärt Michael Fraser vom Goddard Space Flight Center, der verantwortliche Wissenschaftler für CIRS. "Dieser Erfolg lässt uns hoffen, dass wir noch weitere Chemikalien finden werden, die sich schon lange Zeit in der Titanatmosphäre verbergen."

Bereits in früheren CIRS-Daten hatte es Hinweise auf die Existenz von Propen in der oberen Atmosphäre von Titan gegeben, allerdings war eine sichere Identifizierung des Stoffes bislang nicht geglückt.

"Ich bin immer begeistert, wenn Wissenschaftler ein Molekül entdecken, das zuvor noch nie in einer Atmosphäre nachgewiesen wurde", meint Scott Edgington, der stellvertretende Projektwissenschaftler für Cassini am Jet Propulsion Laboratory der NASA. "Dieses neue Puzzleteil liefert uns einen weiteren Test dafür, ob wir diesen chemischen Zoo, den die Titanatmosphäre darstellt, auch tatsächlich verstanden haben."

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siehe auch
Titan: Lebensbausteine in Titan-Atmosphäre? - 1. November 2010
Titan: Bausteine für organische Moleküle entdeckt - 30. November 2007
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Cassini, Seite der NASA
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