Met die nieuwe hypothese komen Amerikaanse onderzoekers op de proppen.

“Titan is een heel interessante maan, omdat deze een heel dikke atmosfeer heeft,” vertelt onderzoeker Kelly Miller. De atmosfeer heeft een extreem hoge dichtheid en is zelfs dikker dan die van de aarde. Verder is deze voornamelijk opgebouwd uit stikstofgas. “Omdat Titan de enige maan in ons zonnestelsel is die een substantiële atmosfeer heeft, vragen wetenschappers zich al lang af hoe die atmosfeer is ontstaan,” stelt Miller. In het blad Astrophysical Journal presenteert ze deze week een nieuwe theorie die deze prangende vraag kan helpen beantwoorden.

Andere theorie
Er zijn op dit moment al wel theorieën over het ontstaan van Titans atmosfeer. “De belangrijkste theorie is dat ammoniakijs van kometen – door inslagen of fotochemie – is omgezet in stikstof dat vervolgens Titans atmosfeer vormde.” Een prachtige theorie, die echter niet helemaal sluitend is. “Hoewel dat een belangrijk proces geweest kan zijn, negeert het de effecten van een ander substantieel onderdeel van kometen: complexe organische materialen.” Wat daarnaast vreemd is, is dat Titans atmosfeer voor zo’n 5 procent uit methaan bestaat. En methaan is behoorlijk vluchtig: het vormt relatief snel organische verbindingen die vervolgens naar het oppervlak vallen. Afgaand op de leeftijd van Titan zou je dan ook verwachten dat het methaan al een eind uit de atmosfeer verdwenen is. Dat er nog zoveel methaan wordt aangetroffen, kan betekenen dat de hoeveelheid methaan nog steeds wordt aangevuld. Maar hoe dan?

Koken
Miller presenteert nu de theorie dat de atmosfeer van Titan in ieder geval voor een deel ontstaat door het ‘koken’ van organisch materiaal in het binnenste van de maan. Tijdens dat koken ontstaan gassen die vervolgens onderdeel uit gaan maken van de atmosfeer. Volgens de berekeningen van Miller zou ongeveer de helft van de stikstof in de atmosfeer en mogelijk al het methaan het resultaat zijn van dit kookproces.

Kometen
Maar hoe komt Titan dan aan de organische materialen om te koken? Volgens Miller zijn ze tijdens het ontstaan van Titan tezamen met de kometen die deze organische materialen herbergen, in het binnenste van de maan ingesloten. “Deze kleine hemellichamen kunnen worden opgenomen in grotere hemellichamen, zoals Titan, en het dichte, rotsachtige materiaal dat rijk is aan organische stoffen kan dan in de kern worden teruggevonden.”

Het idee voor de theorie ontstond toen Miller de door ruimtesonde Rosetta verzamelde data bestudeerde. Uit die data bleek – heel verrassend – dat de door Rosetta bestudeerde komeet 67P ongeveer voor de helft uit ijs, voor een kwart uit gesteente en een kwart uit organisch materiaal bestond. Vervolgens moest Miller aan de hand van modellen die de warmte in het binnenste van Titan beschrijven, nog zien te achterhalen of het hart van de maan warm genoeg was om voldoende organisch materiaal om te kunnen zetten in gassen. De resultaten wijzen erop dat Titan in ieder geval een aanzienlijk deel van zijn atmosfeer zelf gekookt kan hebben.