A espaçonave Cassini da NASA detectou a presença de propileno, uma substância química usada para fabricar potes de armazenamento de alimentos, para-choques de carros e outros produtos de consumo, na lua Titã de Saturno.
Esta é a primeira detecção definitiva do ingrediente plástico em qualquer lua ou planeta, além da Terra.
Uma pequena quantidade de propileno foi identificada na atmosfera inferior de Titã pelo espectrômetro composto infravermelho da Cassin (CIRS). Este instrumento mede a luz infravermelha, ou radiação de calor, emitida por Saturno e suas luas, de maneira semelhante à que nossas mãos sentem o calor do fogo.
O propileno é a primeira molécula a ser descoberta em Titã com o uso do CIRS. Isolando o mesmo sinal a várias altitudes na atmosfera inferior, os pesquisadores identificaram a substância química com um alto grau de certeza. Os detalhes foram apresentados em um artigo na edição de 30 de setembro do Astrophysical Journal Letters.
"Esta substância química está em todo canto no nosso dia a dia, formando longas cadeias que compóem um plástico chamado polipropileno," disse Conor Nixon, cientista planetário do Centro Goddard de Voos Espaciais da NASA em Greenbelt, Maryland., e principal autor do artigo. "Aquele pode plástico encontrado nas prateleiras das mercearias com o código de reciclagem 5 no fundo — isso é polipropileno."
O CIRS pode identificar uma gás específico brilhando nas camadas mais baixas da atmosfera através de sua exclusiva "marca digital" térmica. O desafio é isolar esta marca digital dos sinais de todos os outros gases ao seu redor.
A detecção da substância química preenche uma misteriosa lacuna nas observações de Titã que remontam ao primeiro sobrevoo da Lua pela espaçonave Voyager da NASA, em 1980.
A Voyager identificou vários dos gases na nevoenta atmosfera amarronzada de Titã, como hidrocarbonetos,as substâncias químicas que formam basicamente o petróleo e outros combustíveis fósseis na Terra.
Em Titã, os hidrocarbonetos formam-se depois que a luz solar quebra a molécula do metano, o segundo gás mais presente naquela atmosfera. Os fragmentos recém-liberados podem ligar-se para formar cadeias com dois, três ou mais átomos de carbono. A família de substâncias químicas com dois átomos de carbono inclui o gás inflamável etano. O propano, um combustível comum usado em fogareiros portáteis, pertence à família de três átomos de carbono.
Anteriormente, a Voyagerencontrou propano, o membro mais pesado da família de três átomos de carbono, e propeno, um dos mais leves membros. Entretanto, faltavam substâncias químicas intermediárias, uma das quais era o propileno.
Enquanto os pesquisadores continuavam a descobrir cada vez mais substâncias químicas na atmosfera de Titã com o uso de instrumentos baseados em solo e no espaço, o propileno era um dos que permaneciam esquivos. Ele foi finalmente encontrado como resultado de análises mais detalhadas dos dados do CIRS.
"Esta medição foi muito difícil de executar porque as fracas digitais do propileno rodeadas de substãncias químicas com sinais muito mais fortes," disse Michael Flasar, cientista do Goddard e principal investigador do CIRS. "Este sucesso aumenta nossa confiança de que iremos encontrar ainda mais substâncias químicas há muito ocultas na atmosfera deTitã."
O espectrômetro de massa da Cassini, um dispositivo que olha para a composição da atmosfera de Titã, havia fornecido indícios anteriores de que o propileno poderia estar presente na atmosfera superior. Entretanto, uma identificação positiva ainda não havia ocorrido.
"Fico sempre excitado quando cientistas descobrem uma molécula que nunca havia sido antes observada em uma atmosfera," disse Scott Edgington, cientista substituto do projeto Cassini no Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa em Pasadena, Califórnia. "Esta nova peça de quebra-cabeça iráproporcionar um teste adicional de nossa compreensão do zoológico químico que compõe a atmosfera de Titã."
Tradução de Luiz Leitão
NASA's Cassini spacecraft looks toward the night side of Saturn's largest moon and sees sunlight scattering through the periphery of Titan's atmosphere and forming a ring of color.
NASA's Cassini spacecraft has detected propylene, a chemical used to make food-storage containers, car bumpers and other consumer products, on Saturn's moon Titan.
This is the first definitive detection of the plastic ingredient on any moon or planet, other than Earth.
A small amount of propylene was identified in Titan's lower atmosphere by Cassini's composite infrared spectrometer (CIRS). This instrument measures the infrared light, or heat radiation, emitted from Saturn and its moons in much the same way our hands feel the warmth of a fire.
Propylene is the first molecule to be discovered on Titan using CIRS. By isolating the same signal at various altitudes within the lower atmosphere, researchers identified the chemical with a high degree of confidence. Details are presented in a paper in the Sept. 30 edition of the Astrophysical Journal Letters.
"This chemical is all around us in everyday life, strung together in long chains to form a plastic called polypropylene," said Conor Nixon, a planetary scientist at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., and lead author of the paper. "That plastic container at the grocery store with the recycling code 5 on the bottom -- that's polypropylene."
CIRS can identify a particular gas glowing in the lower layers of the atmosphere from its unique thermal fingerprint. The challenge is to isolate this one signature from the signals of all other gases around it.
The detection of the chemical fills in a mysterious gap in Titan observations that dates back to NASA's Voyager 1 spacecraft and the first-ever close flyby of this moon in 1980.
Voyager identified many of the gases in Titan's hazy brownish atmosphere as hydrocarbons, the chemicals that primarily make up petroleum and other fossil fuels on Earth.
On Titan, hydrocarbons form after sunlight breaks apart methane, the second-most plentiful gas in that atmosphere. The newly freed fragments can link up to form chains with two, three or more carbons. The family of chemicals with two carbons includes the flammable gas ethane. Propane, a common fuel for portable stoves, belongs to the three-carbon family.
Previously, Voyager found propane, the heaviest member of the three-carbon family, and propyne, one of the lightest members. But the middle chemicals, one of which is propylene, were missing.
As researchers continued to discover more and more chemicals in Titan's atmosphere using ground- and space-based instruments, propylene was one that remained elusive. It was finally found as a result of more detailed analysis of the CIRS data.
"This measurement was very difficult to make because propylene's weak signature is crowded by related chemicals with much stronger signals," said Michael Flasar, Goddard scientist and principal investigator for CIRS. "This success boosts our confidence that we will find still more chemicals long hidden in Titan's atmosphere."
Cassini's mass spectrometer, a device that looks at the composition of Titan's atmosphere, had hinted earlier that propylene might be present in the upper atmosphere. However, a positive identification had not been made.
"I am always excited when scientists discover a molecule that has never been observed before in an atmosphere," said Scott Edgington, Cassini's deputy project scientist at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif. "This new piece of the puzzle will provide an additional test of how well we understand the chemical zoo that makes up Titan's atmosphere."
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