Tholin

Schéma tvorby tholinů v atmosféře Titanu

Vznik tholinů popsal astronom Carl Sagan při provádění experimentu, který simuloval možné reakce v atmosféře Saturnova měsíce Titanu. Při experimentu vznikala obtížně definovatelná směs organických sloučenin, kterou pojmenoval tholiny.[3] Tholin tak není jedna konkrétní sloučenina, ale směs žlutých, okrových či načervenalých organických látek, často polymerní povahy, jejichž složení (a následně i barva) je závislé na vstupních látkách, úrovni radiace, tlaku a dalších podmínkách. Jak je vidět na schématu, vznik tholinů je iniciován disociací a ionizací molekulárního dusíku a methanu slunečním zářením a energetickými částicemi. Tím vznikají prekurzory jako kyselina kyanovodíková, ethan, acetylen, ethylen a další malé molekuly a ionty.[4] Další reakce vedou ke vzniku benzenu a dalších těžších a polymerních látek vedoucích ke tvorbě aerosolu, který v atmosféře koaguluje a následně se deponuje na povrchu tělesa.[5]

Příklad možné struktury tholinu

Jak je uvedeno výše, tvorba tholinů byla poprvé potvrzena při výzkumu atmosféry Titanu. Jejich výskyt je pravděpodobný i na Neptunově měsíci Tritonu, který v atmosféře vedle dusíku obsahuje i stopy methanu.

Tholiny jsou pravděpodobně zodpovědné i za načervenalé zbarvení Pluta a jeho měsíce Charonu (zde hlavně v oblasti pólu).[5][6] Také detailněji zkoumaná planetka v Kuiperově pásu Arrokoth má dle fotek ze sondy New Horizons červený povrch, což se opět přisuzuje výskytu tholinů.[7]

Astronomové pozorovali organické molekuly také v červeném protoplanetárním disku u hvězdy HR 4796A vzdálené od Země cca 220 světelných let. Ze spektrálních analýz určili, že červené zbarvení disku způsobují pravděpodobně tholiny a nikoliv jiné látky jako např. oxid železitý.[8]

Laboratorní experiment simulující atmosféru Titanu a vznik tholinu