Η αποστολή Cassini στον Κρόνο και τα φεγγάρια του ολοκληρώθηκε το 2017, όταν στάλθηκε το διαστημόπλοιο βυθίζοντας στον γίγαντα του φυσικού αερίου για να συναντήσει το τέλος του. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πολλά δεδομένα από την αποστολή για να κρατήσει τους επιστήμονες απασχολημένους. Μια ομάδα επιστημόνων που εργάζεται με δεδομένα του Cassini έκανε μια εκπληκτική ανακάλυψη: οι γεμάτες με μεθάνιο λίμνες του Τιτάνα είναι πολύ βαθύτερες και πιο περίεργες από το αναμενόμενο.
Ο Τιτάνας είναι ένας ασυνήθιστος κόσμος. Είναι το μόνο σώμα, εκτός από τη Γη, που έχει υγρό στην επιφάνειά του. Οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι μερικά από τα άλλα φεγγάρια του Ηλιακού Συστήματος, όπως ο Εγκέλαδος και η Ευρώπη, έχουν υγρούς ωκεανούς. Αλλά αυτοί οι ωκεανοί είναι ωκεανοί υπόγειων υδάτων. Μόνο ο Τιτάνας έχει λίμνες υγρών υδρογονανθράκων.
Κατά τη διάρκεια της τελευταίας πτήσης του Cassini στον Τιτάνα, στόχευσε το ραντάρ του σε μερικές από τις υγρές λίμνες του φεγγαριού. Τα δεδομένα δείχνουν ότι αυτές οι λίμνες έχουν βάθος έως και 100 μέτρα (300 πόδια). Τα δεδομένα από εκείνες τις τελευταίες ημέρες ρίχνουν επίσης νέο φως στον κύκλο υδρογονανθράκων του Τιτάνα.
Η μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς αυτά τα αποτελέσματα προέρχεται από δύο δημοσιεύσεις στο Nature Astronomy. Το πρώτο είναι ' Βαθιές και πλούσιες σε μεθάνιο λίμνες στον Τιτάνα. Αυτή η μελέτη περιλαμβάνει τον επικεφαλής συγγραφέα Marco Mastrogiuseppe, επιστήμονα ραντάρ Cassini στο Caltech στην Πασαντένα της Καλιφόρνια. Η δεύτερη μελέτη, που ονομάζεται
' Η περίπτωση για εποχιακές επιφανειακές αλλαγές στην περιοχή των λιμνών του Τιτάνα » παρουσιάζει την επικεφαλής συγγραφέα Shannon MacKenzie, πλανητολόγο στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής Johns Hopkins στο Laurel του Μέριλαντ.
Σχετικά με εκείνες τις βαθιές λίμνες
Στοιχεία από το Ταξιδεύω Οι ανιχνευτές μας έδωσαν τον πρώτο μας υπαινιγμό ότι ο Τιτάνας είχε υγρές λίμνες. Αλλά αυτά τα δεδομένα ήταν απλώς συμπερασματικά: έδειχναν ότι ο Τιτάνας είχε τις κατάλληλες συνθήκες για να υπάρχουν. Πρέπει να είναι πολύ κρύο για να υπάρχουν οι υδρογονάνθρακες στην υγρή τους κατάσταση. Αφού ξεκίνησε το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, μας έδωσε άμεσες αποδείξεις ότι οι λίμνες ήταν εκεί, γύρω στο 1995. Και άλλες παρατηρήσεις υποστήριξαν την ιδέα.
Αλλά στις πρώτες ημέρες της υπόθεσης για τις λίμνες Τιτάνας, δεν ήμασταν σίγουροι αν περιείχε λίμνες ή πολύ μεγαλύτερους ωκεανούς. Cassini έφτασε στον Κρόνο το 2004 και παρόλο που δεν είδε αμέσως υγρές λίμνες, τελικά τις βρήκε στους πόλους, όπου οι επιστήμονες υποψιάστηκαν ότι μπορεί να υπάρχουν.
Μια εικόνα ραντάρ Cassini του Ontario Lacus (Λίμνη Οντάριο) του πρώτου επιβεβαιωμένου υδρογονάνθρακα στον Τιτάνα. Το Ontario Lacus βρίσκεται στη νότια πολική περιοχή του φεγγαριού. Πίστωση εικόνας: Από NASA/JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA13172, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10976062
Από τότε, πολλές λίμνες και θάλασσες έχουν βρεθεί στον Τιτάνα, και υπάρχουν πολλές εικόνες από αυτές.
«Κάθε φορά που κάνουμε ανακαλύψεις στον Τιτάνα, ο Τιτάνας γίνεται όλο και πιο μυστηριώδης».
Marco Mastrogiuseppe, κύριος συγγραφέας και επιστήμονας ραντάρ Cassini στο Caltech στην Πασαντένα της Καλιφόρνια.
Εικόνες από την αποστολή Cassini δείχνουν δίκτυα ποταμών να αποστραγγίζονται σε λίμνες στη βόρεια πολική περιοχή Τιτάνων. Πίστωση: NASA/JPL/USGS.
Οι επιστήμονες έχουν μάθει πολλά για τον Τιτάνα, ειδικά από την αποστολή Cassini. Αλλά αυτές οι νέες μελέτες προχωρούν ακόμη περισσότερο. Και μας λένε πολλά περισσότερα από τα βάθη του Τιτάνα θάλασσες υδρογονανθράκων .
Γνωρίζαμε ήδη ότι οι βόρειες θάλασσες ήταν γεμάτες με μεθάνιο. Αλλά οι επιστήμονες εξεπλάγησαν όταν διαπίστωσαν ότι οι πολύ μικρότερες λίμνες εκεί ήταν επίσης γεμάτες μεθάνιο, όπου περίμεναν να βρουν αιθάνιο, έναν βαρύτερο υδρογονάνθρακα. Τα αποτελέσματα ρίχνουν νέο φως στον κύκλο υδρογονανθράκων του Τιτάνα.
Ο κύκλος των υδρογονανθράκων στον Τιτάνα λειτουργεί παρόμοια με τον υδρολογικό κύκλο στη Γη. Και στις δύο περιπτώσεις, η εξάτμιση σχηματίζει σύννεφα τα οποία τελικά πέφτουν στην επιφάνεια, σχηματίζοντας ποτάμια που εκβάλλουν σε λίμνες υδρογονανθράκων. Στον Τιτάνα, το υγρό εξατμίζεται κοντά στις ισημερινές περιοχές και στη συνέχεια εναποτίθεται ως υγρό στις πολικές περιοχές.
«Κάθε φορά που κάνουμε ανακαλύψεις στον Τιτάνα, ο Τιτάνας γίνεται όλο και πιο μυστηριώδης», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Μάρκο Μαστροτζιουζέπε, επιστήμονας ραντάρ Cassini στο Caltech στην Πασαντένα της Καλιφόρνια. «Αλλά αυτές οι νέες μετρήσεις βοηθούν να δοθεί απάντηση σε μερικά βασικά ερωτήματα. Μπορούμε πραγματικά τώρα να κατανοήσουμε καλύτερα την υδρολογία του Τιτάνα».
Αλλά περίμενε. Γίνεται πιο περίεργο.
Ο Τιτάνας είναι απλά περίεργος. Έχει χαρακτηριστικά γης που είναι λαξευμένα με τον ίδιο τρόπο που είναι στη Γη, αλλά με υγρούς υδρογονάνθρακες. Αλλά είναι διαφορετικό με πολλούς αινιγματικούς τρόπους. Τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι ο κύκλος των υδρογονανθράκων στη μία πλευρά της βόρειας πολικής περιοχής είναι διαφορετικός από την άλλη πλευρά.
Αυτή η αληθινά έγχρωμη εικόνα του Τιτάνα, που τραβήχτηκε από το διαστημόπλοιο Cassini, δείχνει την πυκνή, μουντή ατμόσφαιρα του φεγγαριού. Πίστωση: NASA
Στη δυτική πλευρά του Τιτάνα, υπάρχουν μικρές λίμνες, μερικές όχι μεγαλύτερες από 10 μίλια σε διάμετρο. Βρίσκονται πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, σκαρφαλωμένα σε μεγάλους λόφους και οροπέδια. Τα δεδομένα ζωγραφίζουν μια απόκοσμη εικόνα με μεσαίες και βουτιές που προεξέχουν εκατοντάδες πόδια πέρα από το περιβάλλον, με βαθιές λίμνες υδρογονανθράκων στην κορυφή.
Η ανατολική πλευρά του Τιτάνα, ωστόσο, διαθέτει μεγάλες θάλασσες χαμηλά, με φαράγγια και νησιά. Γιατί τόσο διαφορετικό;
«Είναι σαν να κοιτούσες ψηλά τον Βόρειο Πόλο της Γης και μπορούσες να δεις ότι η Βόρεια Αμερική είχε εντελώς διαφορετική γεωλογική ρύθμιση για τα σώματα υγρών από την Ασία», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Jonathan Lunine, επιστήμονας Cassini από το Πανεπιστήμιο Cornell.
Μπορεί να οφείλεται στην υποκείμενη γεωλογία. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι σχηματίστηκαν όταν το περιβάλλον υπόστρωμα του πάγου και των στερεών οργανικών ουσιών διαλύθηκε χημικά και κατέρρευσε. Είναι παρόμοιο με ορισμένες γήινες περιοχές στη Γερμανία, στις ΗΠΑ και σε άλλα μέρη, όπου ονομάζονται χαρακτηριστικά καρστικός Οι λίμνες σχηματίζονται όταν το νερό διαλύει το ασβεστολιθικό υπόβαθρο.
Καρστικές λίμνες όπως η λίμνη Otjikoto στη Ναμίμπια σχηματίζονται όταν το νερό της βροχής διαλύει το ασβεστολιθικό βράχο. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι μια παρόμοια διαδικασία με υδρογονάνθρακες αντί για νερό σχηματίζει τις λίμνες στην ανατολική πλευρά του Τιτάνα. Πίστωση εικόνας: Από τον Greg Willis – http://greg-willis.com/gallery/Travel/Namibia06/AloegroveLodge/c-1689.jpg.html, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w /index.php?curid=7161426
Τα νέα δεδομένα δείχνουν επίσης ότι ο Τιτάνας μπορεί να έχει παροδικές λίμνες. Τόσο τα δεδομένα ραντάρ όσο και τα δεδομένα υπερύθρων δείχνουν αυτές τις λίμνες, με τα επίπεδα υγρών τους να κυμαίνονται σημαντικά σε σύντομες χρονικές περιόδους. Shannon MacKenzie, κύριος συγγραφέας του
«Η περίπτωση των εποχιακών επιφανειακών αλλαγών στην περιοχή των λιμνών του Τιτάνα» πιστεύει ότι οι εποχιακές αλλαγές εξηγούν αυτές τις παροδικές λίμνες.
«Μια πιθανότητα είναι ότι αυτά τα παροδικά χαρακτηριστικά θα μπορούσαν να ήταν πιο ρηχά σώματα υγρού που κατά τη διάρκεια της σεζόν εξατμίστηκαν και διείσδυσαν στο υπέδαφος», είπε.
Συνολικά, και τα δύο έγγραφα δίνουν μια εικόνα του κύκλου των υδρογονανθράκων στον Τιτάνα όπου οι βροχές υδρογονανθράκων τροφοδοτούν τις λίμνες, οι οποίες στη συνέχεια υπόκεινται σε εξάτμιση. Αλλά όχι μόνο εξάτμιση. μέρος του υγρού πιθανότατα διαρρέει στο υπέδαφος, γεγονός που θα άφηνε δεξαμενές υγρών υδρογονανθράκων κάτω από την επιφάνεια.
Τα χαρακτηριστικά της επιφάνειας του Τιτάνα καλύπτονται από την πυκνή, οπτικά αδιαπέραστη ατμόσφαιρα του φεγγαριού. Τα δεδομένα πίσω από αυτές τις μελέτες συγκεντρώθηκαν σε μεγάλο βαθμό από ραντάρ, πολλά από αυτά αποκτήθηκαν κατά την τελευταία κοντινή πτήση του Cassini στη Σελήνη τον Απρίλιο του 2017. Η ομάδα του Cassini γνώριζε ότι αυτή ήταν η τελευταία τους ευκαιρία να κοιτάξουν τις μικρές λίμνες του Τιτάνα και αισθάνονται ότι έκαναν το το καλύτερο από αυτό.
«Αυτή ήταν η τελευταία ταραχή του Cassini στον Τιτάνα και ήταν πραγματικά ένας άθλος», είπε ο Lunine.
Πηγές:
- Δελτίο τύπου: Το Cassini της NASA αποκαλύπτει εκπλήξεις με τις λίμνες του Τιτάνα
- Ερευνητική εργασία: Η περίπτωση για εποχιακές επιφανειακές αλλαγές στην περιοχή των λιμνών του Τιτάνα
- Ερευνητική εργασία: Βαθιές και πλούσιες σε μεθάνιο λίμνες στον Τιτάνα