Группа японских учёных из Университета Токио, Университета Осаки и Технологического института Тибы экспериментально показала, что налетавшие астероиды и кометы могли инициировать образование атмосферы Титана.

Уникальная азотная атмосфера крупнейшего спутника Сатурна привлекает повышенное внимание планетологов, но главный вопрос — загадка её происхождения — пока остаётся открытым. Здесь нет ничего удивительного: важнейшие опытные данные о газовой оболочке, которые необходимо учитывать при рассмотрении этого вопроса, были получены лишь около шести лет назад в ходе миссии «Кассини — Гюйгенс». Спускаемый зонд «Гюйгенс», к примеру, оценил концентрацию аргона-36 в атмосфере, оказавшуюся совсем небольшой (36Ar/N2 ≈ 2,8•10–7). Отсюда следовало, что нынешний азотный покров спутника появился позже самого Титана; если бы атмосфера и луна образовались примерно в одно время, содержание аргона не было бы таким низким.

После обработки результатов наблюдений «Гюйгенса» наиболее популярными стали гипотезы о формировании азотной оболочки на основе аммиака. Было предложено несколько разных механизмов преобразования NH3 в N2 (скажем, фотолиз), но все они имели один существенный недостаток — требовали относительно высокой температуры на Титане в начале его эволюции. Гравитационные данные с «Кассини» противоречат этому предположению.

Авторы попробовали собрать свидетельства в пользу другой гипотезы, связывающей преобразование NH3 с так называемой поздней тяжёлой бомбардировкой. В этот период, около четырёх миллиардов лет назад, образовалось множество кратеров на Луне и других крупных телах Солнечной системы, к числу которых принадлежат и «ледяные» спутники вроде Титана.

У выбранной гипотезы, разумеется, есть свои изъяны, и одним из самых серьёзных считается её слабая экспериментальная база, отсутствие надёжных оценок эффективности превращения аммиака в N2. Чтобы исправить ситуацию, японцы провели серию оригинальных опытов, в которых ускоренные с помощью мощного лазера золотые, платиновые и медные «снаряды» направлялись на мишень, выполненную изо льда NH3–H2О. Поскольку мишень создавалась по методике изотопной маркировки (использовался изотоп 15N), газ, образовавшийся в результате удара, было легко отделить от всего прочего.

Как выяснилось, эффективность конверсии аммиака в молекулярный азот слабо зависит от концентрации NH3 в веществе мишени и линейно увеличивается с ростом давления в ударной волне. Собранные данные были включены в теоретическую модель, показавшую, что состав современной атмосферы Титана можно воспроизвести, сделав вполне разумные предположения о количестве налетавших комет и астероидов и силе их воздействия на поверхность.