Het is algemeen aanvaard dat manen na planeten ontstaan. Slechts een paar maanden geleden zagen astronomen zelfs een nieuwe maan diep in de ringen van Saturnus, 4,5 miljard jaar nadat de planeet aanvankelijk was gevormd.
Maar nieuw onderzoek suggereert dat de ijzige maan Titan van Saturnus - beroemd om zijn rivieren en meren van vloeibaar methaan - zich mogelijk vóór zijn moederplaneet heeft gevormd, in tegenspraak met de theorie dat Titan zich vormde in de warme schijf rond een jonge Saturnus.
Een gecombineerd door NASA en ESA gefinancierd onderzoek heeft duidelijk bewijs gevonden dat de stikstof in de atmosfeer van Titan afkomstig is van omstandigheden die vergelijkbaar zijn met de koude geboorteplaats van de oudste kometen uit de Oort-wolk - een bolvormige schaal van ijzige deeltjes die het zonnestelsel omhullen.
De hint komt in de vorm van een verhouding. Alle elementen hebben een bepaald aantal bekende isotopen - varianten van dat element met hetzelfde aantal protonen die verschillen in hun aantal neutronen. De verhouding van de ene isotoop tot de andere isotoop is een cruciaal diagnostisch hulpmiddel.
In planetaire atmosferen en oppervlaktematerialen is de hoeveelheid van een isotoop ten opzichte van een andere isotoop nauw verbonden met de omstandigheden waaronder materialen zich vormen. Elke verandering in de verhouding stelt wetenschappers in staat een leeftijd voor dat materiaal af te leiden.
Kathleen Mandt van het Southwest Research Institute in San Antonio en collega's analyseerden de verhouding van stikstof-14 (zeven protonen en zeven neutronen) tot stikstof-15 (zeven protonen en acht neutronen) in de atmosfeer van Titan.
"Toen we goed keken hoe deze verhouding met de tijd kon evolueren, ontdekten we dat het onmogelijk was om deze aanzienlijk te veranderen", zei Mandt in een persbericht. "De atmosfeer van Titan bevat zoveel stikstof dat geen enkel proces deze tracer aanzienlijk kan veranderen, zelfs niet in het licht van meer dan vier miljard jaar geschiedenis van het zonnestelsel."
Het team ontdekte dat ons zonnestelsel niet oud genoeg is om deze stikstofisotoopverhouding evenveel te veranderen als het is. Door de kleine verandering binnen deze verhouding te vergelijken, ontdekten Mandt en collega's dat het meer leek op Oort-wolkkometen dan op zonnestelsellichamen, waaronder planeten en kometen die in de Kuipergordel zijn geboren. Het team is benieuwd of hun bevindingen worden ondersteund door gegevens van ESA's Rosetta-missie, die later dit jaar komeet 67P / Churyumov-Gerasimenko zal bestuderen.
Ten slotte heeft de studie ook gevolgen voor de aarde. In het verleden gingen onderzoekers uit van een verband tussen kometen, Titan en de aarde. Maar deze resultaten tonen aan dat de stikstofisotoopverhouding op Titan en de aarde anders is, wat suggereert dat de bronnen van de stikstof van de aarde en Titan anders moeten zijn geweest.
Het is onduidelijk of de aarde stikstof heeft ontvangen van vroege meteorieten of dat deze rechtstreeks is opgevangen uit de gasschijf die het zonnestelsel vormde.
"Dit opwindende resultaat is een belangrijk voorbeeld van Cassini-wetenschap die onze kennis informeert over de geschiedenis van [het] zonnestelsel en hoe de aarde is gevormd", zegt Scott Edgington, plaatsvervangend projectwetenschapper bij Cassini bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA.
Het onderzoek is deze week gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters.
