Jeziora na Tytanie
Jeziora na Tytanie – naturalne zbiorniki płynnych węglowodorów, znajdujące się na powierzchni Tytana. Znajdują się one w obszarach podbiegunowych, tworzy je mieszanina metanu i etanu. Ich istnienie było podejrzewane już po obserwacjach sond Voyager, które stwierdziły istnienie gęstej atmosfery, zawierającej duże ilości prostych węglowodorów. Potwierdzenie przyniosły badania misji Cassini-Huygens.
Badania
Zaobserwowane na zdjęciach radarowych, wykonanych przez sondę Cassini, gładkie obszary położone w obniżeniach terenu zostały uznane za przewidziane teoretycznie powierzchniowe zbiorniki cieczy. Zaobserwowano struktury przypominające rzeki, wpadające do domniemanych jezior, a także częściowo zatopione łańcuchy wzniesień. Jednak dopiero zarejestrowanie refleksu słońca (w zakresie podczerwieni) od tafli jednego z większych jezior na półkuli północnej, ostatecznie potwierdziło ich ciekłą naturę[1].
Zbiorniki węglowodorów na półkuli północnej są znacznie większe niż te na półkuli południowej. Podejrzewa się, że ta asymetria jest związana z eliptycznością orbity Saturna i podlega zmianom z okresem rzędu dziesiątek tysięcy lat[2]. Zaobserwowane zostały sezonowe zmiany powierzchni jezior, przypuszczalnie związane z opadami metanowego deszczu[3]. Na wybrzeżu Ontario Lacus, największego jeziora na półkuli południowej, znalezione zostały ślady falowania, jak również pierwsza znana delta rzeki na Tytanie[4].
Obserwacje próbnika Huygens
Odkrycia w regionach polarnych kontrastują z odkryciami próbnika Huygens, który wylądował w pobliżu równika Tytana 14 stycznia 2005. Zdjęcia wykonane przez niego podczas opadania nie pokazywały otwartych obszarów cieczy, ale wyraźnie wskazywały na obecność cieczy w niedawnej przeszłości, ukazując blade wzgórza pocięte ciemnymi kanałami odpływowymi prowadzącymi do szerokich płaskich ciemniejszych regionów. Początkowo sądzono, że ciemny region może być jeziorem płynu lub przynajmniej smołopodobnej substancji, ale teraz wiadomo, że Huygens wylądował na ciemnym obszarze, który jest stały, bez śladów płynów. Penetrometr przebadał skład powierzchni w czasie upadku lądownika i początkowo zgłoszono, że substancja jest podobna do wilgotnej gliny lub może crème brûlée (twarda skorupa na kleistym materiale). Późniejsza analiza sugeruje, że odczyt został prawdopodobnie spowodowany przez przesunięcie dużego kamyka w czasie lądowania, a powierzchnię może być lepiej opisana jako „piasek” z ziaren lodu[5]. Zdjęcia wykonane po lądowaniu pokazują płaską powierzchnię pokrytą kamykami. Kamyki mogą być zbudowane z lodu wodnego i są nieco zaokrąglone, co może sugerować działanie płynów[6]. Termometry pokazały bardzo szybki odpływ ciepła z próbnika, co sugeruje występowanie wilgotnego gruntu, dodatkowo jedno ze zdjęć pokazuje światło odbite przez kroplę rosy spadającą w polu widzenia kamery. Słabe oświetlenie na Tytanie pozwala na odparowanie tylko jednego centymetra rocznie (na Ziemi metra), ale atmosfera utrzymuje odpowiednik 10 metrów płynu zanim spadnie deszcz (na Ziemi tylko kilka centymetrów). Dlatego sądzi się, że na Tytanie powinny występować powodujące powodzie ulewne deszcze w odstępach dziesiątek lub setek lat[7]. Cassini obserwował równikowe ulewy tylko raz od 2004. Mimo to znaleziono wiele stosunkowo trwałych jezior węglowodorów (w tym jedno wielkości połowy Wielkiego Jeziora Słonego oraz co najmniej metrowej głębokości blisko miejsca lądowania Huygensa w regionie Shangri-La). Jak na Ziemi, prawdopodobnym źródłem płynów jest podziemna warstwa, innymi słowy suchy obszar równikowy zawiera „oazy”[8].
Proponowany lądownik
Agencja NASA i ESA rozważały wysłanie lądownika, który osiadłby na powierzchni Ligeia Mare i przeprowadził badania in situ[9], m.in. zrzucając sondę na dno jeziora. Został on zaproponowany wstępnie jako osobna misja TiME (Titan Mare Explorer), a później włączony w program misji TSSM (Titan Saturn System Mission), której start planowano na 2020 r. W 2009 roku priorytet przyznano badaniom Jowisza i jego księżyców, a misję do układu Saturna odłożono na bliżej nieokreśloną przyszłość[10].
Największe jeziora na Tytanie
Jeziora na Tytanie znacznie różnią się wielkością. Największe spośród nich są nazywane morzami (maria) i noszą nazwy potworów morskich z różnych wierzeń, mniejsze nazywa się jeziorami (lacus), noszą one nazwy ziemskich jezior. Do roku 2007 zaobserwowano na powierzchni Tytana około 400 jezior, z ich łącznej powierzchni 70% stanowią morza z półkuli północnej, o powierzchni większej niż 26 000 km²[11].
Tabela zawiera podstawowe informacje o największych jeziorach Tytana[12]:
| Nazwa | Współrzędne | Średnica (km) | Pochodzenie nazwy |
|---|---|---|---|
| Kraken Mare | ⌘ 68,0°N 310,0°W/68,000000 -310,000000 | 1170 | Kraken, potwór morski z podań skandynawskich |
| Ligeia Mare | ⌘ 79,0°N 248,0°W/79,000000 -248,000000 | 500 | Ligeja, jedna z syren z mitologii greckiej |
| Punga Mare | ⌘ 85,1°N 339,7°W/85,100000 -339,700000 | 380 | Punga, nadnaturalna istota morska w wierzeniach Maorysów |
| Jingpo Lacus | ⌘ 73,0°N 336,0°W/73,000000 -336,000000 | 240 | Jezioro Jingpo Hu w Chinach |
| Ontario Lacus | ⌘ 72,0°S 183,0°W/-72,000000 -183,000000 | 235 | Jezioro Ontario na granicy Kanady i Stanów Zjednoczonych |
| Hammar Lacus | ⌘ 48,60°N 308,29°W/48,600000 -308,290000 | 200 | Słone jezioro Hawr al-Hammar w Iraku |
Zobacz też
Przypisy
- ↑ Sunlight Glint Confirms Liquid in Titan Lake Zone. NASA, 17.12.2009.
- ↑ Saturn's Orbit Affects Titan's Seasons. Astrobiology Magazine, 2009-12-02. [dostęp 2014-07-26].
- ↑ Changes in Titan's Lakes. Cassini Equinox Mission, 2009-01-29. [dostęp 2010-07-26]. [zarchiwizowane z tego adresu (2010-06-02)].
- ↑ Footprint of Ontario Lacus. Cassini Equinox Mission, 2010-07-15. [dostęp 2010-07-26]. [zarchiwizowane z tego adresu (2011-01-27)].
- ↑ Titan probe's pebble 'bash-down' (ang.). BBC News, 2005-04-10. [dostęp 2007-08-06].
- ↑ Emily Lakdawalla: New Images from the Huygens Probe: Shorelines and Channels, But an Apparently Dry Surface (ang.). The Planetary Society, 2005-01-15. [dostęp 2014-07-26].
- ↑ R.Lorenz, C.Sotin,. The Moon That Would be a Planet. „Scientific American”. 302 (3), s. 36–43, 2010 (ang.).
- ↑ Tropical Methane Lakes on Saturn's Moon Titan (ang.). W: SpaceRef [on-line]. 2012-06-13. [dostęp 2014-07-26].
- ↑ Nuclear-Powered Robot Ship Could Sail Seas of Titan. SPACE.com, 2009-10-14.
- ↑ Paul Rincon: Jupiter in space agencies' sights (ang.). W: BBC News [on-line]. BBC, 2009-02-18. [dostęp 2015-02-18].
- ↑ New Lakes Discovered on Titan. NASA Science News, 21.10.2007.
- ↑ Target: TITAN; Feature Type: Lacus, lacūs. W: Gazetteer of Planetary Nomenclature [on-line]. MUA, 2013-12-03. [dostęp 2015-02-18].
| Maria (morza) | |
|---|---|
| Lacus (jeziora) |
|
Media użyte na tej stronie
This natural color composite was taken during the Cassini spacecraft's April 16, 2005, flyby of Titan. It is a combination of images taken through three filters that are sensitive to red, green and violet light. It shows approximately what Titan would look like to the human eye: a hazy orange globe surrounded by a tenuous, bluish haze. The orange color is due to the hydrocarbon particles which make up Titan's atmospheric haze. This obscuring haze was particularly frustrating for planetary scientists following the NASA Voyager mission encounters in 1980-81. Fortunately, Cassini is able to pierce Titan's veil at infrared wavelengths (see PIA06228). North on Titan is up and tilted 30 degrees to the right. The images to create this composite were taken with the Cassini spacecraft wide angle camera on April 16, 2005, at distances ranging from approximately 173,000 to 168,200 kilometers (107,500 to 104,500 miles) from Titan and from a Sun-Titan-spacecraft, or phase, angle of 56 degrees. Resolution in the images is approximately 10 kilometers per pixel. The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, the European Space Agency and the Italian Space Agency. The Jet Propulsion Laboratory, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington, D.C. The Cassini orbiter and its two onboard cameras were designed, developed and assembled at JPL. The imaging team is based at the Space Science Institute, Boulder, Colo. For more information about the Cassini-Huygens mission, visit http://saturn.jpl.nasa.gov and the Cassini imaging team home page, http://ciclops.org.
This colorized mosaic from NASA's Cassini mission shows the most complete view yet of Titan's northern land of lakes and seas. Saturn's moon Titan is the only world in our solar system other than Earth that has stable liquid on its surface. The liquid in Titan's lakes and seas is mostly methane and ethane.
The data were obtained by Cassini's radar instrument from 2004 to 2013. In this projection, the north pole is at the center. The view extends down to 50 degrees north latitude. In this color scheme, liquids appear blue and black depending on the way the radar bounced off the surface. Land areas appear yellow to white. A haze was added to simulate the Titan atmosphere.
Kraken Mare, Titan's largest sea, is the body in black and blue that sprawls from just below and to the right of the north pole down to the bottom right. Ligeia Mare, Titan's second largest sea, is a nearly heart-shaped body to the left and above the north pole. Punga Mare is just below the north pole.
The area above and to the left of the north pole is dotted with smaller lakes. Lakes in this area are about 30 miles (50 kilometers) across or less.
Most of the bodies of liquid on Titan occur in the northern hemisphere. In fact nearly all the lakes and seas on Titan fall into a box covering about 600 by 1,100 miles (900 by 1,800 kilometers). Only 3 percent of the liquid at Titan falls outside of this area.
Scientists are trying to identify the geologic processes that are creating large depressions capable of holding major seas in this limited area. A prime suspect is regional extension of the crust, which on Earth leads to the formation of faults creating alternating basins and roughly parallel mountain ranges. This process has shaped the Basin and Range province of the western United States, and during the period of cooler climate 13,000 years ago much of the present state of Nevada was flooded with Lake Lahontan, which (though smaller) bears a strong resemblance to the region of closely packed seas on Titan.
A related flyover can be seen at PIA17656.
The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, the European Space Agency and the Italian Space Agency. NASA's Jet Propulsion Laboratory, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington, DC. The Cassini orbiter was designed, developed and assembled at JPL. The radar instrument was built by JPL and the Italian Space Agency, working with team members from the United States and several European countries.
For more information about the Cassini-Huygens mission visit http://saturn.jpl.nasa.gov and http://www.nasa.gov/cassini.
The original NASA image has been modified by rotating 90 deg. clockwise and cropping.
Some of the features in this image have been annotated in Wikimedia Commons.This image shows the first flash of sunlight reflected off a hydrocarbon lake on Saturn's moon Titan. The glint off a mirror-like surface is known as a specular reflection. This kind of glint was detected by the visual and infrared mapping spectrometer (VIMS) on NASA's Cassini spacecraft on July 8, 2009. It confirmed the presence of liquid in the moon's northern hemisphere, where lakes are more numerous and larger than those in the southern hemisphere. Scientists using VIMS had confirmed the presence of liquid in Ontario Lacus, the largest lake in the southern hemisphere, in 2008.
The northern hemisphere was shrouded in darkness for nearly 15 years, but the sun began to illuminate the area again as it approached its spring equinox in August 2009. VIMS was able to detect the glint as the viewing geometry changed. Titan's hazy atmosphere also scatters and absorbs many wavelengths of light, including most of the visible light spectrum. But the VIMS instrument enabled scientists to look for the glint in infrared wavelengths that were able to penetrate through the moon's atmosphere. This image was created using wavelengths of light in the 5 micron range.
By comparing the new image to radar and near-infrared light images acquired from 2006 to 2008, Cassini scientists were able to correlate the reflection to a lake, later named Jingpo Lacus, near the western shores of the sea known as Kraken Mare. Jingpo Lacus covers an area of 20,800 square kilometers (8,000 square miles). The reflection appeared to come from a part of the lake near 71 degrees north latitude and 337 degrees west longitude.
It was taken on Cassini's 59th flyby of Titan on July 8, 2009, at a distance of about 200,000 kilometers (120,000 miles). The image resolution was about 100 kilometers (60 miles) per pixel. Image processing was done at the German Aerospace Center in Berlin and the University of Arizona in Tucson.
The Cassini-Huygens mission is a cooperative project of NASA, the European Space Agency and the Italian Space Agency. The Jet Propulsion Laboratory, a division of the California Institute of Technology in Pasadena, manages the mission for NASA's Science Mission Directorate, Washington, D.C. The Cassini orbiter was designed, developed and assembled at JPL. The visual and infrared mapping spectrometer team is based at the University of Arizona, Tucson.
For more information about the Cassini-Huygens mission visit http://saturn.jpl.nasa.gov/home/index.cfm. The visual and infrared mapping spectrometer team homepage is at http://wwwvims.lpl.arizona.edu.The Titan Mare Explorer (TiME) probe as envisioned for the Titan Saturn System Mission (TSSM) slated for launch in 2020 and bound for a splash down on Titan around 2030 in Ligeia Mare (the backup target is lake Kraken Mare).