(Zdjęcie: © NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS)
Wyobraź sobie świat, w którym pada deszcz, gromadzi się w jeziorach i stawach, przenika do otaczającej skały i odparowuje, by znów spaść. Jest tylko jeden haczyk: świat jest księżycem Saturna, tytan, gdzie deszcz nie jest wodą; to ciekły metan.
Dwa nowe artykuły badają, jak ten niesamowicie znajomy, bezwodny „obieg wody” objawia się na powierzchni Tytana. Aby to zrobić, dwa oddzielne zespoły badawcze zwróciły się do danych z Misja Cassini, który zakończył swój pobyt w układzie Saturna w Wrzesień 2017 r. Statek kosmiczny przeleciał ponad ogromnym księżycem ponad 100 razy, zbierając kluczowe obserwacje tego dziwnego świata.
Niektóre z tych obserwacji pokazały naukowcom coś naprawdę niezwykłego: ich pierwsze spojrzenie na płyn obecnie na krajobraz, a nie tylko duchy takich płynnych cech. „Tytan jest jedynym światem poza Ziemią, na którym widzimy ciała płynne na powierzchni”, Rosaly Lopes, planetolog z NASA Jet Propulsion Laboratory, który pracował nad misją Cassini, ale nie był zaangażowany w żaden z nowych artykułów. „Niektórzy z nas lubią nazywać Tytana Ziemią zewnętrznego układu słonecznego”.
„Tytan jest najciekawszym księżycem w Układzie Słonecznym. Myślę, że to sprawia, że mam kilku wrogów, ale myślę, że to prawda” - Shannon MacKenzie, główny autor jednego z nowych badań i planetolog w Applied Physics Laboratory Johns Johns Hopkins University , powiedział Space.com. Ale to nie znaczy, że księżyc jest prosty. „Tytan rzuca nam wiele piłek krzywych” - powiedziała.
Badanie MacKenzie analizuje jedną potencjalną krzywą: trzy małe cechy, które wydają się być jeziora wypełnione cieczą kiedy Cassini po raz pierwszy je zauważyła, ale wydaje się, że wyschły, zanim statek kosmiczny powrócił do tego obszaru. Obserwacje sugerują, że ciecz wyparowała lub przedostała się na otaczającą powierzchnię planety.
Te „fantomowe jeziora” mogą być tego dowodem zmiany sezonowe na Księżycu wierzą MacKenzie i jej współautorzy. (Siedem lat ziemskich minęło między dwiema obserwacjami tego statku kosmicznego, podczas których północna półkula księżyca przechodziła z zimy na wiosnę.)
Ale sytuacja może nie być taka prosta, ponieważ dwa zestawy obserwacji zostały wykonane przez różne instrumenty. Cassini został zbudowany do gromadzenia danych za pomocą przyrządu radarowego lub kamer światła i podczerwieni, ale nie obu jednocześnie. A podczas pierwszego przejścia statku kosmicznego region był zbyt ciemny, aby korzystać z kamer.
MacKenzie i jej koledzy musieli więc uwzględnić zmianę instrumentów jako potencjalną zmienną. Ale nadal jest przekonana, że w obu przejściach coś jest inaczej i że jest całkiem prawdopodobne ciekły był tam, a następnie zniknął. Nawet jeśli różne sygnały na obu muchach były spowodowane jakimś innym zjawiskiem, MacKenzie powiedziała, że nadal intryguje ją to, co może nam powiedzieć o dziwnym księżycu, który jest jednym z prawdopodobnych kandydatów naukowców na to, gdzie życie może czaić się poza Ziemią.
„Jeśli zamiast tego przyjrzymy się niektórym nowo zidentyfikowanym materiałom na powierzchni, jest to również interesujące, ponieważ osady na Tytanie są naprawdę ważne dla chemii prebiotycznej” - powiedział MacKenzie.
Ale chociaż MacKenzie skupił się tylko na trzech małych jeziorach, które wydają się zniknąć, wiele jezior pozostało widocznych podczas obserwacji Cassiniego w tym regionie. W drugim opublikowanym dziś artykule naukowcy wykorzystali dane radarowe do badania garści znacznie większych jezior.
Podczas ostatniego przelotu Cassini nad Tytanem w kwietniu 2017 r. Sonda została zaprogramowana do gromadzenia bardzo specyficznego rodzaju danych, zwanych altimetrią, nad obszarem jeziora w celu pomiaru wysokości różnych substancji. Marco Mastrogiuseppe, planetolog z Caltech, wykorzystał już podobne dane do pomiaru głębiny niektórych mórz Tytana, znacznie większe zbiorniki płynów, a zespół Cassini miał nadzieję, że będzie mógł zrobić to samo z jeziorami.
Mastrogiuseppe i jego koledzy zrobili to w swoim nowym artykule, identyfikując dna jezior o głębokości ponad 328 stóp (100 metrów) i ustalając, że ich zawartość była zdominowana przez ciecz metan. „Uświadomiliśmy sobie, że zasadniczo skład jezior jest bardzo, bardzo podobny do klaczy morskiej” - powiedział. „Wierzymy, że ciała te są zasilane przez lokalne deszcze, a następnie te baseny, odprowadzają płyn”.
Sugeruje to, że pod powierzchnią Tytana na Księżycu może znajdować się jeszcze jedna cecha przypominająca Ziemię: jaskinie. Na Ziemi wiele jaskiń powstaje z wody rozpuszczającej otaczające typy skał, takie jak wapień, pozostawiając po sobie rodzaj krajobrazu zwanego kras, charakteryzujący się źródłami, warstwami wodonośnymi, jaskiniami i zapadnięciami.
Naukowcy badający region jezior Tytana uważają, że widzą podobne cechy krasowe. Nie zauważyli też kanałów łączących je wszystkie różne funkcje cieczy, dlatego Mastrogiuseppe i inni podejrzewają, że część cieczy może przenikać do otaczającego terenu, podobnie jak systemy krasowe na Ziemi.
„Tytan to tak naprawdę ten świat, który pod względem geologicznym jest podobny do Ziemi, a badanie interakcji między ciałami płynnymi a geologią jest czymś, czego tak naprawdę nie byliśmy w stanie zrobić wcześniej” - powiedział Lopes. Nowe badania zaczynają to robić, widząc te interakcje rozgrywające się na żywo na innym ciele planetarnym.
Oczywiście znacznie trudniej jest badać te interakcje tak daleko, na świecie, który nigdy nie był głównym celem misji. „Rozmawialiśmy o możliwych misjach z robotami-odkrywcami, do których mogliby się czołgać lawy i jaskinie na Księżycu i Marsie - powiedział Lopes. - Czy moglibyśmy w przyszłości wysłać jednego z nich, by czołgał się w dół do tego terenu i do jaskiń i dowiedzieć się, co jest pod nim?
Taka misja prawdopodobnie nie nastąpi wkrótce, ale NASA poważnie rozważa projekt o nazwie Ważka który wylądowałby dronem na dziwnym księżycu. Jeśli zostanie wybrana, misja rozpocznie się w 2025 roku i dotrze do Tytana dziewięć lat później. A jeśli NASA nie wybierze Dragonfly, są duże szanse, że pojawi się kolejna koncepcja misji. „Tytan jest po prostu zbyt fajny, aby się do niego nie wracać” - powiedział MacKenzie.
Obie MacKenziei MastrogiuseppeArtykuły zostały opublikowane dzisiaj (15 kwietnia) w czasopiśmie Nature Astronomy.
- Lądowanie na Tytanie: zdjęcia z sondy Huygens na Księżycu Saturna
- Niesamowite zdjęcia: Titan, największy księżyc Saturna
- Olśniewające widoki pokazują powierzchnię Saturna Księżyca Tytana jak nigdy dotąd
