En titt den mindre planeten Pluto og Titan, den største månen til Saturn, astronomer etter James Webb-romteleskopet (JWST) oppdaget en kjemisk signatur på overflaten deres som ikke samsvarte med noen registrert i den spektroskopiske databasen. Forskerne mener at dette ikke er en instrumentfeil, men signaturen til en forbindelse hvis identitet forblir et mysterium – en blanding av materialer som aldri har blitt studert i laboratoriet, eller til og med en forbindelse hvis kjemi ennå ikke er karakterisert.
Oppdagelse i en å lese venter på publisering i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics. Forskere har identifisert et absorpsjonsbånd sentrert på 5113 mikrometer på Titan og Pluto – to verdener milliarder av kilometer fra hverandre og med vidt forskjellige fysiske forhold. Signalet dukket opp i observasjoner gjort med to forskjellige instrumenter på JWST, noe som førte til at teamet vurderte muligheten for at det var et kalibreringsproblem eller en annen type teknisk feil.
Nøkkelen til oppdagelsen ligger i en teknikk kjent som spektroskopi. Hvert element eller molekyl reagerer på lys på en unik måte, absorberer visse bølgelengder og etterlater et særegent mønster som et fingeravtrykk. I løpet av tiårene har forskere satt sammen en stor katalog over disse spektrale signaturene for å identifisere forbindelser som vann, metan, karbondioksid eller ammoniakk på planeter og måner, så vel som på andre kropper utenfor solsystemet.
I dette tilfellet ga ikke sammenligningen noen overbevisende enighet. Videre, på dette stadiet, er det svært uvanlig å oppdage en kjemisk signatur som ikke er assosiert med en kjent forbindelse. Derfor kan det å forstå hva som skjer på Titan og Pluto bli et nytt grunnleggende spørsmål innen planetarisk vitenskap.
Forskere har allerede utforsket flere muligheter. De studerte laboratoriespektrene til is og organiske forbindelser som finnes i disse verdenene, inkludert acetylen, benzen, keten og en familie av molekyler kalt allener. Ingen av dem samsvarer nøyaktig med den observerte signaturen. En mulig forklaring er at det er fra en kjent forbindelse som eksisterer i en fysisk tilstand eller en blanding som ikke tidligere er studert i laboratoriet, selv om forfatterne ikke utelukker muligheten for at signalet stammer fra et materiale hvis kjemi ennå ikke er beskrevet.
Det at det samme signalet dukker opp på to så forskjellige steder gjør mysteriet enda mer interessant. Titan har en atmosfære rik på nitrogen og metan, med et overflatetrykk på omtrent 1,5 bar høyere enn jordens, samt elver og innsjøer av flytende metan, og en temperatur på omtrent -180 grader Celsius (-292 Fahrenheit). Pluto, derimot, opprettholder bare en tynn atmosfære på rundt 10 mikrobarer (omtrent 150 000 ganger mindre tett); den har en isete overflate som består av nitrogen, metan og karbondioksid; og når en temperatur nær -235 C (-391 Fahrenheit).