Миссия Кассини на Сатурн и его спутники завершилась в 2017 году, когда космический корабль был отправлен, погружаясь в газовый гигант, чтобы встретить его конец. Но есть еще много данных от миссии, чтобы держать ученых занятыми. Команда ученых, работающих с данными Кассини, сделала удивительное открытие: заполненные метаном озера намного глубже и страннее, чем ожидалось.
Титан - это необычный мир. Это единственное тело, кроме Земли, на поверхности которого есть жидкость. Ученые подозревают, что некоторые другие спутники Солнечной системы, такие как Энцелад и Европа, имеют жидкие океаны. Но эти океаны - подземные океаны. Только на Титане есть озера с жидкими углеводородами.
Во время последнего пролета Кассини на Титан он нацелил свой радар на некоторые из жидких озер Луны. Данные показывают, что эти озера имеют глубину до 100 метров (300 футов). Данные этих последних дней также проливают новый свет на углеводородный цикл Титана.
Исследование, детализирующее эти результаты, взято из двух работ, опубликованных в Nature Astronomy. Первый - «Глубокие и богатые метаном озера на Титане». В этом исследовании участвовал ведущий автор Марко Мастроджиузеппе, ученый-радиолокатор Кассини в Калифорнийском технологическом институте в Калифорнии. Второе исследование под названием
«Случай сезонных поверхностных изменений в озерном крае Титана» рассказывает ведущий автор Шеннон МакКензи, ученый-планетолог из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд.
О тех глубоких озерах
Данные с зондов Voyager дали нам первый намек на то, что на Титане были жидкие озера. Но эти данные были просто выводными: они показали, что у Титана были подходящие условия для их существования. Должно быть очень холодно, чтобы углеводороды существовали в жидком состоянии. После запуска космического телескопа Хаббла он дал нам прямые доказательства того, что озера были там, примерно в 1995 году. Другие наблюдения также подтвердили эту идею.
Но в первые дни гипотезы о озерах Титан мы не были уверены, что в них есть озера или гораздо большие океаны. Кассини прибыл в Сатурн в 2004 году, и хотя он не видел сразу никаких жидких озер, он в конечном итоге обнаружил их у полюсов, где ученые подозревали, что они могут существовать.
С тех пор на Титане было найдено много озер и морей, и их много.
«Каждый раз, когда мы делаем открытия на Титане, Титан становится все более и более загадочным».
Marco Mastrogiuseppe, ведущий автор и ученый в области радиолокации Кассини в Калифорнийском технологическом институте в Калифорнии.
Ученые узнали много нового о Титане, особенно из миссии Кассини. Но эти новые исследования идут еще дальше. И они говорят нам гораздо больше, чем просто глубины углеводородных морей Титана.
Мы уже знали, что северные моря были заполнены метаном. Но ученые были удивлены, обнаружив, что гораздо меньшие озера также были полны метана, где они ожидали найти этан, более тяжелый углеводород. Результаты проливают новый свет на углеводородный цикл Титана.
Углеводородный цикл на Титане работает аналогично гидрологическому циклу на Земле. В обоих случаях испарение образует облака, которые в конечном итоге падают на поверхность, образуя реки, впадающие в углеводородные озера. На Титане жидкость испаряется вблизи экваториальных областей, а затем осаждается в виде жидкости в полярных областях.
«Каждый раз, когда мы делаем открытия на Титане, Титан становится все более и более загадочным», - сказал ведущий автор Марко Мастроджиузеппе, ученый по изучению радара Кассини в Калифорнийском технологическом институте в Калифорнии. «Но эти новые измерения помогают дать ответ на несколько ключевых вопросов. Теперь мы можем лучше понять гидрологию Титана ».
Но ждать. Это становится более странным.
Титан просто странный. У этого есть особенности земли, которые вырезаны так же, как они находятся на Земле, но с жидкими углеводородами. Но это отличается во многих загадочных отношениях. Новые данные показывают, что углеводородный цикл на одной стороне северной полярной области отличается от другой стороны.
На западной стороне Титана есть небольшие озера, некоторые не более 10 миль в поперечнике. Они будут над уровнем моря, на вершине больших холмов и плато. Данные рисуют потустороннее изображение мез и ягодиц, выступающих за сотни футов за пределы окрестностей, с глубокими углеводородными озерами на вершине.
Восточная сторона Титана, однако, имеет низменные большие моря с каньонами и островами. Почему так отличается?
«Это как если бы вы смотрели вниз на Северный полюс Земли и могли видеть, что в Северной Америке геологические условия для тел жидкости совершенно другие, чем в Азии», - сказал соавтор исследования Джонатан Лунин, ученый Кассини из Корнелльского университета.
Это может сводиться к основной геологии. Ученые считают, что они образовались, когда окружающие породы из льда и твердых органических веществ химически растворились и разрушились. Это похоже на некоторые земные области в Германии, США и других местах, где черты карстовых озер образуются, когда вода растворяет известняк.
Новые данные также показывают, что на Титане могут быть переходные озера. Как радарные, так и инфракрасные данные показывают, что эти озера значительно колеблются в течение коротких периодов времени. Шеннон МакКензи, ведущий автор
«Случай сезонных поверхностных изменений в районе озера Титан» считает, что сезонные изменения объясняют эти переходные озера.
«Одна возможность состоит в том, что эти переходные характеристики могли быть более мелкими телами жидкости, которые в течение сезона испарялись и проникали в недра», - сказала она.
Взятые вместе, обе бумаги рисуют картину углеводородного цикла на Титане, где углеводородные дожди питают озера, которые затем подвергаются испарению. Но не просто испарение; Некоторая часть жидкости, вероятно, просачивается в подповерхностный слой, который оставляет резервуары с жидкими углеводородами под поверхностью.
Поверхность Титана окутана густой, визуально непроницаемой атмосферой Луны. Данные этих исследований были собраны в основном с помощью радара, большая часть которого была получена во время последнего близкого пролета Луны Кассини в апреле 2017 года. Команда Кассини знала, что это была их последняя возможность взглянуть на небольшие озера Титана, и они чувствуют, что сделали лучшее из этого.
«Это был последний урок Кассини на Титане, и это действительно был подвиг», - сказал Лунин.
Источники:
- Пресс-релиз: Кассини НАСА раскрывает сюрпризы с озерами Титана
- Научно-исследовательская работа: случай сезонных поверхностных изменений в районе озера Титан
- Исследовательская работа: Глубокие и богатые метаном озера на Титане
