Możliwe jezioro na Tytanie. Źródło zdjęcia: NASA / JPL / SSI. Kliknij, aby powiększyć.
Posłuchaj wywiadu: Lato nad jeziorem… w Titan (6 MB)
Lub subskrybuj podcast: universetoday.com/audio.xml
Fraser Cain: Powiedzmy, że stoję na powierzchni Tytana obok tej funkcji, co bym zobaczył?
Carolyn Porco: Cóż, nie jesteśmy absolutnie pewni, ale jeśli w rzeczywistości jest to jezioro węglowodorów, zobaczysz coś, co wyglądałoby raczej ciemno. Może być w nim rozpuszczonych kilka materiałów i być może fale uderzają o brzeg, co oczywiście będzie lodem, lodem wodnym. Pamiętaj, że jest niesamowicie zimno. Ogólnie rzecz biorąc, scena byłaby bardzo ciemna, ponieważ południe w Tytanie jest jak głęboki zmierzch Ziemi, a może nawet pada deszcz metanu, ponieważ ta funkcja została znaleziona w miejscu na Tytanie, gdzie wydaje się, że jest najwięcej chmur, a zatem jest największa prawdopodobieństwo deszczu. Pamiętaj, że Tytan nie jest miejscem bardzo pochmurnym. Nie widzieliśmy wielu chmur na Tytanie. Chmury znajdują się głównie w południowym regionie polarnym, gdzie znaleziono tę cechę wielkości jeziora Ontario.
Fraser: Teraz wiem, że zdjęcia Tytana wykonane przez Voyagera i inne teleskopy pokazują, że jest to bardzo smogowy, pochmurny świat. Jak więc możemy zobaczyć jezioro?
Porco: Istnieje różnica między smogiem, zamgleniem, a potem chmurami. Chmury są cząsteczkami niektórych skraplających się materiałów; mogą to być kropelki cieczy lub faktem jest, że jeśli są wystarczająco wysokie, mogą być cząstkami stałymi. Na Ziemi chmury cirrus są zbudowane z lodu wodnego, w przeciwieństwie do twoich zwykłych chmur, które na ciebie padają; padają ciekłą wodą. Moglibyśmy mieć podobną sytuację na Tytanie, z wyjątkiem tego, że materiałem jest oczywiście metan. Ale jak powiedziałem, nie ma wielu chmur. To nie chmury sprawiają, że powierzchnia Tytana jest tak trudna do zobaczenia z góry. Są to cząsteczki zamglenia - są to cząsteczki zamglenia, takie jak cząstki smogu na Ziemi - prawdopodobnie wykonane, prawie na pewno wykonane z materiałów węglowodorowych, prawdopodobnie polimerów, atomów węgla wszystkie razem połączone. Są to bardzo małe cząstki, ale atmosfera jest bardzo, bardzo gęsta; setki kilometrów grubości. Jeśli stoisz na powierzchni, możesz oczywiście zobaczyć powierzchnię i zobaczyć nawet horyzont, i trochę przez niego przejść. Pamiętaj, przypomnij sobie, jak wyglądały zdjęcia wykonane przez sondę Huygens. Widzieliśmy horyzont, gdy sonda znajdowała się na powierzchni i robiła zdjęcia, mogliśmy widzieć horyzont. Ale jeśli spojrzysz w górę przez bardzo gęstą atmosferę lub jeśli patrzysz w dół, wtedy Twoja ścieżka przez tę gęstą atmosferę wypełnioną mgłą jest tak długa, że trudno jest przedostać się przez światło widzialne. I oczywiście widzimy światłem widzialnym. Na zdjęciach wykonanych za pomocą Voyagera, Voyager miał aparat, który mógł patrzeć tylko na długi koniec, gdzie ludzie widzą oczami; w rzeczywistości jest trochę poza tym, co widzimy naszymi oczami. Niemniej jednak nie na tyle daleko, aby zejść na powierzchnię Tytana. Ale w przypadku kamer Cassini zastosowaliśmy sztuczkę odkrytą w zasadzie przez naziemnych astronomów. Jeśli przejdziesz do dłuższych fal w spektrum elektromagnetycznym, przejdziesz do bliskiej podczerwieni, w rzeczywistości możesz zobaczyć aż do powierzchni Tytana. Są to długości fal, których używaliśmy do obrazowania powierzchni Tytana za pomocą naszych kamer, i oczywiście w tych długościach fali odkryliśmy tę podobną do jeziora cechę na powierzchni.
Fraser: Jeśli nie jest to jezioro płynnych węglowodorów, co jeszcze może być?
Porco: Cóż, nie jesteśmy całkowicie pewni, 100% pewności, że jest wypełniony płynem. Być może była to depresja, która kiedyś była wypełniona płynem, a cała ciecz od tego czasu wyparowała, a teraz widzimy pozostałości tego, co zostało. Mogłyby to być stałe węglowodory, które nadal tworzyłyby płaską powierzchnię. Można sobie wyobrazić solne jezioro na Ziemi; sól została pozostawiona po odparowaniu wody. Moglibyśmy więc zobaczyć coś, co jest po prostu solidnym materiałem. To dwie podstawowe możliwości: może to być materiał stały lub płynny. Nie będziemy pewni, czy jest ona płynna, dopóki nie będziemy mogli zobaczyć odbicia Słońca na powierzchni tego ciała; odbicie lustrzane lub odbicie lustrzane, jak na przykład latanie samolotem nad Minnesotą. Patrząc w dół na ziemię i światło dzienne, możesz zobaczyć odbicia światła; możesz zobaczyć obraz Słońca połyskującego na powierzchni wszystkich jezior, które rozsiane są po krajobrazie Minnesoty.
Fraser: To niewiarygodne, będziesz mógł to zobaczyć?
Porco: Prawdopodobnie nie będziemy w stanie tego zobaczyć na naszych aparatach, ponieważ geometria nam na to nie pozwala. Geometria oświetlenia słonecznego i fakt, że przy długościach fali, które widzą nawet kamery Cassini, jeśli spojrzymy na zbyt długą długość ścieżki w atmosferze, rzeczy stają się bardzo zamglone i rozmyte, i nie mamy wyraźnego widoku powierzchnia. Istnieją jednak inne instrumenty na Cassini, które działają na falach dłuższych niż my, i idą dalej w bliskiej podczerwieni. Łatwiej jest im patrzeć na powierzchnię i jest to możliwe - musimy sprawdzić nadchodzące spotkania z Tytanem. Nie jest to jeszcze pewne, ale przynajmniej w zasadzie możliwe jest, że mogliby zobaczyć lustro podobne do odbicia od powierzchni tego ciała, jeśli w rzeczywistości jest ono płynne. Jury wciąż nie bierze udziału w tej sprawie i możemy mieć szczęście, że mamy takie okoliczności na przyszłych flybys Titan, aby sprawdzić, czy jest naprawdę płynny.
Fraser: Kiedy Cassini będzie mogła ponownie odwiedzić ten obszar?
Porco: Nie jestem tego całkowicie pewien. W moim zespole są ludzie, którzy są zajęci planowaniem much Titan; planowanie sekwencji obrazowania dla każdego z nadchodzących much Titan wiedziałoby to lepiej niż ja. Ale myślę, że może się to zdarzyć dopiero w późniejszym czasie trasy, kiedy naprawdę dobrze przyjrzymy się tej funkcji. Jak już wielokrotnie mówiłem, zajmie nam lata, aby dowiedzieć się, co naprawdę dzieje się na powierzchni Tytana. Przechodzimy przez to wiele razy w trakcie tej misji, która kończy się nominalnie w połowie 2008 roku. Jeśli będziemy mieli szczęście i Kongres Amerykański wyrazi wolę, dostaniemy przedłużenie i będziemy mogli obserwować ciała w układ Saturna na następną dekadę. Ale teraz mamy około 39 kolejnych spotkań z Tytanem.
Fraser: A jeśli okaże się, że jest to ciekły węglowodór, co to mówi o geologii Tytana lub jego historii?
Porco: Mówi to przynajmniej częściowo, że nasze myślenie o cyklu metanowym na Tytanie i ilości metanu w atmosferze jest prawidłowe. Ponieważ przewidywano, że powierzchnia Tytana będzie miała na powierzchni pewne płyny. I nie widzieliśmy tylu, ile przewidywały niektóre modele, ale jeśli w ogóle istnieje, daje to źródło metanu w atmosferze, jeśli na powierzchni jest trochę cieczy. Oczywiście następne pytanie brzmi: w jaki sposób ta ilość metanu dostała się do atmosfery? Czy pochodzi z wulkanów, czy może pochodzi z innego źródła? Pytanie, w jaki sposób metan może teraz istnieć na powierzchni Tytana, kiedy wiemy, że jest on rozkładany w górnej atmosferze. Ale nadal potwierdza to, przynajmniej częściowo, nasze myślenie o tym, co dzieje się między powierzchnią a atmosferą, i to jest interesujące. To kolejna atmosfera, pod wieloma względami podobna do naszej Ziemi. Daje nam kolejny przykład do studiowania w poznawaniu własnej atmosfery. Pamiętaj, że Tytan ma również pewien rodzaj łagodnego efektu cieplarnianego. Jego temperatura powierzchni jest o 12 stopni Kelvina wyższa niż w innym przypadku, gdyby w atmosferze nie było metanu. Tak więc, możemy się wiele dowiedzieć o naszej własnej planecie, o tym, co czyni naszą planetę wyjątkową i co sprawia, że ma ona coś wspólnego z jakimś innym ciałem, takim jak Tytan, poprzez badanie największego księżyca Saturna.
Fraser: Czy wyobrażałeś sobie Tytana wystarczająco dobrze, aby wiedzieć, że jest to jedyna taka funkcja na tej planecie?
Porco: Och, nie z dystansu. Właśnie zaczynamy tutaj. To są wczesne dni. Nie wiem jeszcze, jaki procent powierzchni został pokryty, ale wciąż jest to niewielki ułamek przy rozdzielczości, jakiej potrzebowalibyśmy, aby zobaczyć tego rodzaju funkcje. Więc nie, przed nami jeszcze długa droga i myślę, że czeka nas o wiele więcej ekscytujących odkryć, więc bądźcie czujni.
