Благодаря Кассини Миссия, мы узнали некоторые действительно удивительные вещи о Сатурне и его самой большой луне, Титане. Это включает информацию о его плотной атмосфере, геологических особенностях, метановых озерах, метановом цикле и органической химии. И даже если Кассини недавно завершив свою миссию, врезавшись в атмосферу Сатурна, ученые все еще изучают все данные, полученные за 13 лет работы в системе Сатурна.
И теперь, используя данные Кассини, две команды под руководством исследователей из Корнелльского университета выпустили два новых исследования, которые раскрывают еще больше интересных вещей о Титане. В одном из них команда создала полную топографическую карту Титана, используя Кассини весь набор данных. Во втором, команда показала, что моря Титана имеют общую высоту, очень похожую на то, как у нас здесь, на Земле, «уровень моря».
Два исследования недавно появились в Письма о геофизических исследованиях, озаглавленные «Топография и форма Титана в конце миссии Кассини» и «Топографические ограничения эволюции и взаимосвязи озерных бассейнов Титана». Исследования проводились профессором Полом Корлисом и доцентом Алексом Хейсом из Корнелльского университета, соответственно, и включали сотрудников Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, Лаборатории реактивного движения НАСА, Геологической службы США (USGS), Стэнфордского университета и Сапиенцы. Университет Ромы.
В первой статье авторы описали, как топографические данные из нескольких источников были объединены для создания глобальной карты Титана. Поскольку только около 9% Титана наблюдалось при топографии высокого разрешения (и 25-30% в более низком разрешении), остаток Луны был отображен с помощью алгоритма интерполяции. В сочетании с глобальным процессом минимизации это уменьшает ошибки, которые могут возникнуть из-за таких вещей, как местоположение космического корабля.
Карта открыла новые возможности на Титане, а также глобальный обзор максимумов и минимумов топографии Луны. Например, на картах было показано несколько новых гор, максимальная высота которых достигает 700 метров (около 3000 футов). Используя карту, ученые также смогли подтвердить, что два местоположения в экваториальных областях являются депрессиями, которые могли быть результатом древних морей, которые с тех пор высохли или криовулканических потоков.
Карта также предполагает, что Титан может быть более сплюснутым, чем считалось ранее, что может означать, что кора различна по толщине. Набор данных доступен онлайн, и карта, созданная командой, уже доказывает свою ценность для научного сообщества. Как объяснил профессор Корлис в пресс-релизе Корнелла:
«Основной целью работы было создание карты для использования научным сообществом ... Мы измеряем высоту поверхности жидкости на другом теле в 10 астрономических единицах от Солнца с точностью около 40 сантиметров. Поскольку мы обладаем такой поразительной точностью, мы смогли увидеть, что между этими двумя морями высота плавно изменялась примерно на 11 метров относительно центра масс Титана, что соответствует ожидаемому изменению гравитационного потенциала. Мы измеряем геоид Титана. Это та форма, которую поверхность примет под действием только силы тяжести и вращения, и это та же самая форма, которая доминирует в океанах Земли ».
Заглядывая в будущее, эта карта будет играть важную роль, когда она придет к ученым, стремящимся смоделировать климат Титана, изучить его форму и гравитацию, а также морфологию его поверхности. Кроме того, это будет особенно полезно для тех, кто хочет протестировать внутренние модели Титана, что очень важно для определения того, может ли луна укрывать жизнь. Как и Европа и Энцелад, считается, что у Титана есть жидкая вода океана и гидротермальные жерла на границе ядро-мантия.
Второе исследование, в котором также использовалась новая топографическая карта, было основано на радиолокационных данных Кассини, полученных за несколько месяцев до сгорания космического корабля в атмосфере Сатурна. Используя эти данные, доцент Хейс и его команда определили, что моря Титана имеют постоянную высоту относительно гравитационного притяжения Титана. По сути, они обнаружили, что Титан имеет уровень моря, очень похожий на Землю. Как объяснил Хейс:
«Мы измеряем высоту поверхности жидкости на другом теле в 10 астрономических единицах от Солнца с точностью около 40 сантиметров. Это та форма, которую поверхность примет под действием только силы тяжести и вращения, и это та же самая форма, которая доминирует в океанах Земли ».
Эта общая высота важна, потому что жидкие тела на Титане, кажется, связаны чем-то, напоминающим систему водоносного горизонта. Подобно тому, как вода течет под землей через пористую скалу и гравий на Земле, углеводороды делают то же самое под ледяной поверхностью Титана. Это обеспечивает перенос между большими водоемами и общий уровень моря.
«Мы не видим пустых озер, которые находятся ниже местных заполненных озер, потому что, если они опустятся ниже этого уровня, они будут заполнены сами собой», - сказал Хейс. «Это говорит о том, что в недрах есть поток и что они общаются друг с другом. Это также говорит нам о том, что на недрах Титана хранится жидкий углеводород ».
Тем временем, небольшие озера на Титане появляются на высоте нескольких сотен метров над уровнем моря Титана. Это не отличается от того, что происходит на Земле, где большие озера часто встречаются на больших высотах. Они известны как «Альпийские озера», и некоторые известные примеры включают озеро Титикака в Андах, Женевское озеро в Альпах и Райское озеро в Скалистых горах.
Наконец, что не менее важно, исследование также показало, что подавляющее большинство озер Титана находится в впадинах с острыми краями, которые окружены высокими хребтами, некоторые из которых имеют высоту в сотни метров. Здесь также есть сходство с объектами на Земле, такими как Эверглейдс во Флориде, где основной материал растворяется и вызывает разрушение поверхности, образуя отверстия в земле.
Форма этих озер указывает на то, что они могут расширяться с постоянной скоростью, процесс, известный как равномерное отступление уступа. Фактически, самое большое озеро на юге - Онтарио Лакус - напоминает серию небольших пустых озер, которые объединились в единую особенность. Этот процесс, по-видимому, связан с сезонными изменениями, когда осень в южном полушарии приводит к большему испарению.
Пока СAssini миссия больше не исследует систему Сатурн, данные, которые она накопила за свою многолетнюю миссию, все еще приносят свои плоды. Между этими последними исследованиями и многими другими, которые последуют, ученые, скорее всего, расскажут гораздо больше об этой таинственной луне и силах, которые ее формируют!
