Misja Cassiniego na Saturna i jego księżyce zostały zakończone w 2017 r., Kiedy statek kosmiczny został wysłany w głąb gazowego giganta, aby dotrzeć do końca. Ale wciąż jest wiele danych z misji, która ma na celu zajęcie naukowców. Zespół naukowców pracujących z danymi Cassini dokonał zaskakującego odkrycia: jeziora wypełnione metanem w Tytanie są znacznie głębsze i dziwniejsze niż się spodziewano.
Titan to niezwykły świat. To jedyne ciało poza Ziemią, które ma ciecz na swojej powierzchni. Naukowcy podejrzewają, że niektóre inne księżyce Układu Słonecznego, takie jak Enceladus i Europa, mają płynne oceany. Ale te oceany są podwodnymi oceanami wodnymi. Tylko Titan ma jeziora ciekłych węglowodorów.
Podczas ostatniego przelotu Titanina Cassiniego skierował swój radar na niektóre z płynnych jezior księżyca. Dane pokazują, że jeziora te mają głębokość do 100 metrów. Dane z ostatnich dni rzucają również nowe światło na cykl węglowodorów w Titanie.
Badanie szczegółowo przedstawiające te wyniki pochodzi z dwóch artykułów opublikowanych w Nature Astronomy. Pierwszy to „Głębokie i bogate w metan jeziora na Tytanie”. W badaniu wzięli udział główny autor Marco Mastrogiuseppe, radar Cassini, naukowiec z Caltech w Pasadenie w Kalifornii. Drugie badanie o nazwie
„Przypadek sezonowych zmian powierzchni w Pojezierzu Tytana” przedstawia główny autor Shannon MacKenzie, planetolog z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory w Laurel, Maryland.
O tych głębokich jeziorach
Dane z sond Voyager dały nam pierwszą wskazówkę, że Titan ma ciekłe jeziora. Ale te dane były tylko wnioskowania: pokazały, że Titan miał odpowiednie warunki do ich istnienia. Aby węglowodory mogły występować w stanie płynnym, musi być bardzo zimno. Po uruchomieniu Teleskopu Kosmicznego Hubble'a dał nam bezpośredni dowód, że jeziora były tam około 1995 roku. Inne obserwacje również poparły ten pomysł.
Ale na początku hipotezy o jeziorach Tytan nie byliśmy pewni, czy utrzymują jeziora czy znacznie większe oceany. Cassini przybył do Saturna w 2004 roku i chociaż nie widział od razu żadnych płynnych jezior, ostatecznie znalazł je na biegunach, gdzie naukowcy podejrzewali, że mogą istnieć.
Od tego czasu na Tytanie znaleziono wiele jezior i mórz i jest ich wiele.
„Za każdym razem, gdy dokonujemy odkryć na temat Titan, Titan staje się coraz bardziej tajemniczy.”
Marco Mastrogiuseppe, główny autor i naukowiec radaru Cassini w Caltech w Pasadenie w Kalifornii.
Naukowcy wiele się nauczyli o Tytanie, szczególnie z misji Cassini. Ale te nowe badania idą jeszcze dalej. I mówią nam znacznie więcej niż tylko głębiny węglowodorowych mórz Tytana.
Wiedzieliśmy już, że morza północne są wypełnione metanem. Ale naukowcy byli zaskoczeni, gdy odkryli, że znacznie mniejsze jeziora były również pełne metanu, gdzie spodziewali się znaleźć etan, cięższy węglowodór. Wyniki rzuciły nowe światło na cykl węglowodorów w Titanie.
Cykl węglowodorowy na Tytanie działa podobnie do cyklu hydrologicznego na Ziemi. W obu przypadkach parowanie tworzy chmury, które ostatecznie spadają na powierzchnię, tworząc rzeki, które wpływają do jezior węglowodorowych. Na Tytanie ciecz jest odparowywana w pobliżu obszarów równikowych, a następnie osadzana jako ciecz w obszarach polarnych.
„Za każdym razem, gdy dokonujemy odkryć na temat Titan, Titan staje się coraz bardziej tajemniczy” - powiedział główny autor Marco Mastrogiuseppe, radar Cassini z Caltech w Pasadenie w Kalifornii. „Ale te nowe pomiary pomagają odpowiedzieć na kilka kluczowych pytań. Możemy teraz lepiej zrozumieć hydrologię Tytana. ”
Ale poczekaj. Staje się Weirder.
Tytan jest po prostu dziwny. Ma cechy lądu, które są rzeźbione w taki sam sposób, jak na Ziemi, ale z ciekłymi węglowodorami. Ale jest różny na wiele zagadkowych sposobów. Nowe dane pokazują, że obieg węglowodorów po jednej stronie północnego regionu polarnego jest inny niż po drugiej stronie.
Po zachodniej stronie Tytana znajdują się małe jeziora, niektóre o średnicy nie większej niż 10 mil. Będą nad poziomem morza, wzniesieni na dużych wzgórzach i płaskowyżach. Dane malują nieziemski obraz mes i buttów wystających setki stóp poza otoczenie, z głębokimi jeziorami węglowodorowymi na szczycie.
Wschodnia strona Tytana ma jednak niskie, duże morza z kanionami i wyspami. Dlaczego tak inaczej?
„To tak, jakbyś spojrzał z góry na biegun północny Ziemi i zobaczył, że Ameryka Północna ma zupełnie inne warunki geologiczne dla ciał płynnych niż Azja” - powiedział współautor badań Jonathan Lunine, naukowiec Cassini z Cornell University.
Może sprowadzać się do geologii leżącej u podstaw. Naukowcy uważają, że powstały, gdy otaczające podłoże lodowe i stałe substancje organiczne rozpuściły się chemicznie i zapadły. Jest podobny do niektórych ziemskich obszarów w Niemczech, Stanach Zjednoczonych i innych miejscach, w których powstają cechy zwane jeziorami krasowymi, gdy woda rozpuszcza wapienne podłoże.
Nowe dane pokazują również, że Titan może zawierać jeziora przejściowe. Zarówno dane radarowe, jak i podczerwone pokazują te jeziora, a ich poziomy cieczy zmieniają się znacznie w krótkich okresach czasu. Shannon MacKenzie, główny autor
„Przypadek sezonowych zmian powierzchni w Pojezierzu Tytana” uważa, że zmiany sezonowe wyjaśniają te przejściowe jeziora.
„Jedną z możliwości jest to, że te przejściowe cechy mogły być płytszymi ciałami cieczy, które w ciągu sezonu parowały i przenikały do podpowierzchni” - powiedziała.
Podsumowując, oba papiery malują obraz cyklu węglowodorów na Tytanie, gdzie deszcze węglowodorowe zasilają jeziora, które następnie ulegają odparowaniu. Ale nie tylko parowanie; pewna część cieczy prawdopodobnie przenika do podpowierzchni, co pozostawiałoby zbiorniki ciekłych węglowodorów pod powierzchnią.
Powierzchniowe rysy Tytana spowija gruba, nieprzenikalna wizualnie atmosfera księżyca. Dane leżące u podstaw tych badań zostały zebrane w dużej mierze przez radar, większość z nich uzyskana podczas ostatniego bliskiego przelotu Księżyca przez Cassiniego w kwietniu 2017 r. Zespół Cassini wiedział, że to ich ostatnia okazja, aby spojrzeć na małe jeziora Tytana i uważają, że zrobili najlepiej.
„To był ostatni huragan Cassiniego na Tytanie i naprawdę był to wyczyn” - powiedziała Lunine.
Źródła:
- Informacja prasowa: Cassini z NASA odkrywa niespodzianki z Jeziorami Tytana
- Artykuł badawczy: Przypadek sezonowych zmian powierzchni w Pojezierzu Tytana
- Artykuł badawczy: Głębokie i bogate w metan jeziora na Tytanie
