Новые результаты, опубликованные 15 апреля в журнале Nature Astronomy, являются первым подтверждением глубины некоторых озер Титана (более 300 футов или 100 метров) и их состава. Они предоставляют новую информацию о том, как жидкий метан выпадает, испаряется и просачивается в Титан – единственное планетное тело в нашей солнечной системе, кроме Земли, которое, как известно, имеет стабильную жидкость на своей поверхности.
Ученые знали, что гидрологический цикл Титана работает аналогично земному, с одним существенным отличием. Вместо того, чтобы вода испарялась из морей, образуя облака и дождь, Титан делает все это с метаном и этаном. Мы склонны думать об этих углеводородах как о газе на Земле, если только они не находятся под давлением в резервуаре.
Но Титан настолько холоден, что ведет себя как жидкости, как бензин при комнатной температуре на нашей планете.
Ученые знали, что гораздо более крупные северные моря заполнены метаном, но обнаружение более мелких северных озер, заполненных в основном метаном, было неожиданностью. Ранее данные Кассини измеряли Онтарио Лакус, единственное крупное озеро в южном полушарии Титана. Там они обнаружили примерно равную смесь метана и этана.
Этан немного тяжелее метана, в его составе больше атомов углерода и водорода.
«Каждый раз, когда мы делаем открытия на Титане, Титан становится все более и более загадочным», – сказал ведущий автор Марко Мастроджузеппе, ученый-радар «Кассини» из Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния. "Но эти новые измерения помогают дать ответ на несколько ключевых вопросов. Теперь мы можем лучше понять гидрологию Титана."
К странностям Титана с его земными особенностями, вырезанными из экзотических материалов, добавляется тот факт, что гидрология на одной стороне северного полушария полностью отличается от гидрологии на другой стороне, сказал ученый и соавтор Кассини Джонатан Лунин.
Корнельского университета в Итаке, Нью-Йорк.
«Это как если бы вы посмотрели на Северный полюс Земли и увидели, что в Северной Америке геологические условия для жидких тел совершенно иные, чем в Азии», – сказал Лунин.
На восточной стороне Титана есть большие моря с невысокой высотой, каньоны и острова.
С западной стороны: небольшие озера. Новые измерения показывают озера, расположенные на больших холмах и плато. Новые радиолокационные измерения подтверждают ранее сделанные выводы о том, что озера находятся намного выше уровня моря, но они вызывают в воображении новое изображение форм рельефа, таких как столовые горы или холмы, возвышающихся на сотни футов над окружающим ландшафтом, с глубокими жидкими озерами на вершине.
Тот факт, что эти западные озера небольшие – всего десятки миль в поперечнике, но очень глубокие, также говорит ученым кое-что новое об их геологии: это лучшее доказательство того, что они, вероятно, образовались, когда окружающая коренная порода из льда и твердых органических веществ химически растворилась и рухнул. На Земле подобные водные озера известны как карстовые озера.
Встречаются в таких регионах, как Германия, Хорватия и США, они образуются, когда вода растворяет известняковую породу.
Наряду с исследованием глубоких озер, вторая статья в Nature Astronomy помогает разгадать тайну гидрологического цикла Титана. Исследователи использовали данные Кассини, чтобы выявить то, что они называют переходными озерами.
Различные наборы наблюдений – по радиолокационным и инфракрасным данным – похоже, показывают, что уровни жидкости значительно изменились.
Лучшее объяснение заключается в том, что произошло какое-то сезонное изменение в поверхностных жидкостях, сказал ведущий автор Шеннон Маккензи, планетолог из Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд. «Одна из возможностей состоит в том, что эти переходные элементы могли быть более мелкими телами жидкости, которые в течение сезона испарялись и просачивались в недра», – сказала она.
Эти результаты и выводы из статьи Nature Astronomy о глубоких озерах Титана подтверждают идею о том, что углеводородный дождь питает озера, которые затем могут испаряться обратно в атмосферу или стекать в недра, оставляя резервуары с жидкостью, хранящейся ниже.
Кассини, прибывший в систему Сатурна в 2004 году и завершивший свою миссию в 2017 году, намеренно погрузившись в атмосферу Сатурна, нанес на карту более 620000 квадратных миль (1.6 миллионов квадратных километров) жидких озер и морей на поверхности Титана.
Он работал с радиолокационным прибором, который излучал радиоволны и собирал отраженный сигнал (или эхо), который давал информацию о местности, а также о глубине и составе жидких тел, а также с двумя системами визуализации, которые могли проникать в толстые слои атмосферы Луны. туман.
Важнейшие данные для нового исследования были собраны во время последнего пролета Кассини над Титаном 22 апреля 2017 года. Это был последний взгляд миссии на меньшие озера Луны, и команда максимально использовала его.
Сбор отголосков с поверхности небольших озер во время полета Кассини на Титане было уникальной задачей.
«Это было последнее« ура »Кассини на Титане, и это действительно был подвиг», – сказал Лунин
Миссия Кассини-Гюйгенс – это совместный проект НАСА, ЕКА (Европейское космическое агентство) и Итальянского космического агентства. Лаборатория реактивного движения НАСА, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, Калифорния, руководит миссией Управления научных миссий НАСА в Вашингтоне.
JPL спроектировал, разработал и собрал орбитальный аппарат Кассини. Радар был построен JPL и Итальянским космическим агентством в сотрудничестве с членами команды из США.S. и несколько европейских стран.
Более подробную информацию о Cassini можно найти здесь: https: // solarsystem.НАСА.gov / cassini