Cassini-matka Saturnukseen ja sen kuut päättyivät vuonna 2017, kun avaruusalus lähetettiin syöksymässä kaasujätteeseen vastaamaan loppuaan. Mutta tehtävästä pitää tiedemiehiä kiireinen on edelleen paljon tietoa. Cassini-datan kanssa työskentelevä tutkijaryhmä on tehnyt yllättävän löytön: Titanin metaanitäytteiset järvet ovat odotettua huomattavasti syvempiä ja ohuempia.
Titan on epätavallinen maailma. Se on ainoa ruumis, lukuun ottamatta maata, jonka pinnalla on nestettä. Tutkijat epäilevät, että joillakin aurinkokunnan muista kuuista, kuten Enceladus ja Europa, on nestemäinen valtameri. Mutta nuo valtameret ovat pintaveden valtameriä. Vain Titanissa on nestemäisten hiilivetyjen järviä.
Cassinin viimeisen Titan-lennon aikana se kohdisti tutkansa joihinkin kuun nestemäisiin järviin. Tiedot osoittavat, että nämä järvet ovat jopa 100 metriä (300 jalkaa) syviä. Näiden viimeisten päivien tiedot osoittavat myös uutta valoa Titanin hiilivetykiertoon.
Tuloksia yksityiskohtaisesti käsittelevä tutkimus on peräisin kahdesta julkaisusta, joka on julkaistu Nature Astronomy -julkaisussa. Ensimmäinen on ”Syvät ja metaanirikkaat järvet Titanilla”. Tutkimuksessa on mukana pääkirjailija Marco Mastrogiuseppe, Cassinin tutkatieteellinen tutkija Caltechissa Pasadena, Kalifornia. Toinen tutkimus, nimeltään
"Tapauksessa vuodenaikojen pintamuutoksista Titanin järvialueella" esittelee johtava kirjailija Shannon MacKenzie, planeettatutkija Johns Hopkinsin soveltavan fysiikan laboratoriossa Laurelissa, Marylandissa.
Noista syvistä järvistä
Voyager-koettimien tiedot antoivat meille ensimmäisen vihjeemme siitä, että Titanilla oli nestemäisiä järviä. Mutta tämä tieto oli vain päättely: se osoitti, että Titanilla oli oikeat olosuhteet niiden olemassaoloon. Hiilivetyjen on oltava nestemäisessä tilassaan erittäin kylmiä. Kun Hubble-avaruusteleskooppi meni eteenpäin, se antoi meille suoran todistuksen siitä, että järvet olivat siellä, noin vuonna 1995. Myös muut havainnot tukivat tätä ajatusta.
Mutta Titan-järvien hypoteesin alkuaikoina emme olleet varmoja siitä, oliko sillä järviä tai paljon suurempia valtameriä. Cassini saapui Saturnukseen vuonna 2004, ja vaikka se ei nähnyt mitään nestemäisiä järviä heti, se lopulta löysi ne sauvoista, joissa tutkijat epäilivät niiden olevan olemassa.
Sittemmin Titanilta on löydetty monia järviä ja meriä, ja niistä on paljon kuvia.
"Joka kerta kun teemme löytöjä Titanilla, Titanista tulee yhä salaperäisempi."
Marco Mastrogiuseppe, pääkirjailija ja Cassini-tutkatieteellinen tutkija Caltechissa Pasadena, Kalifornia.
Tutkijat ovat oppineet paljon Titanista, etenkin Cassini-tehtävästä. Mutta nämä uudet tutkimukset menevät vielä pidemmälle. Ja he kertovat meille paljon enemmän kuin vain Titanin hiilivetymerien syvyydet.
Tiesimme jo, että pohjoiset meret olivat täynnä metaania. Mutta tutkijat olivat yllättyneitä huomatessaan, että myös siellä olevat paljon pienemmät järvet olivat täynnä metaania, josta odotettiin löytävän raskaammasta hiilivedystä etaania. Tulokset heikensivät uutta valoa Titanin hiilivetykiertoon.
Titanin hiilivetykierto toimii samalla tavalla kuin maan hydrologinen kierto. Molemmissa tapauksissa haihtuminen muodostaa pilviä, jotka lopulta putoavat pinnalle muodostaen jokia, jotka virtaavat hiilivetyjärviin. Titanilla neste haihdutetaan lähellä päiväntasaajan alueita ja kerrotaan nesteenä napa-alueille.
"Joka kerta kun löydämme löytöjä Titanista, Titanista tulee yhä salaperäisempi", sanoi pääkirjailija Marco Mastrogiuseppe, Cassinin tutkatutkija Caltechissa Pasadena, Kalifornia. ”Mutta nämä uudet mittaukset auttavat vastaamaan muutamiin avainkysymyksiin. Voimme nyt ymmärtää paremmin Titanin hydrologian. "
Mutta odota. Se saa outoja.
Titan on vain outo. Siinä on maaominaisuuksia, jotka on veistetty samalla tavalla kuin maan päällä, mutta nestemäisillä hiilivedyillä. Mutta se on erilainen monilla hämmentävillä tavoilla. Uudet tiedot osoittavat, että hiilivetykierto pohjoisen napa-alueen toisella puolella on erilainen kuin toisella puolella.
Titanin länsipuolella on pieniä järviä, joista osa ei ole suurempi kuin 10 mailia poikki. He tulevat merenpinnan yläpuolelle, istuvat suurten kukkuloiden ja tasangon yläpuolelle. Tiedot maalaavat toisen maailman kuvan mesoista ja butteista, jotka ulkonevat satojen jalkojen ympäristön ulkopuolella, syvien hiilivetyjärvien päällä.
Titanin itäpuolella on kuitenkin matalat suuret meret kanjoneilla ja saarilla. Miksi niin erilainen?
"Vaikuttaa siltä, että katsot alas maan pohjoisnapaan ja voisit nähdä, että Pohjois-Amerikassa oli täysin erilainen geologinen asetus nestemäisille ruumiille kuin Aasiassa", sanoi tutkimuksen avustaja Jonathan Lunine, Cassini-tutkija Cornellin yliopistosta.
Se voi tulla taustalla olevaan geologiaan. Tutkijoiden mielestä ne muodostuivat, kun ympäröivä jään kallioperä ja kiinteät orgaaniset aineet liukenivat ja romahtivat kemiallisesti. Se muistuttaa joitain maallisia alueita Saksassa, Yhdysvalloissa ja muissa paikoissa, joissa karstisten järvien nimelliset piirteet muodostuvat, kun vesi liuottaa kalkkikiveä kallioperään.
Uudet tiedot osoittavat myös, että Titanissa voi olla ohimeneviä järviä. Sekä tutka- että infrapunadata osoittavat nämä järvet, niiden nestetasot vaihtelevat huomattavasti lyhyinä ajanjaksoina. Shannon MacKenzie, julkaisun pääkirjailija
"Titanin järvialueen kausiluonteisten pintamuutosten tapaus" mielestä kausiluonteiset muutokset selittävät nämä ohimenevät järvet.
"Yksi mahdollisuus on, että nämä ohimenevät piirteet olisivat voineet olla matalimpia nestekappaleita, jotka kauden aikana haihtuivat ja tunkeutuivat maanpintaan", hän sanoi.
Yhdessä yhdessä, molemmat paperit maalaa kuvan hiilivetykierrosta Titanilla, jossa hiilivetysateet syöttävät järviä, jotka sitten haihdutetaan. Mutta ei vain haihtuminen; osa nesteestä todennäköisesti vuotaa pintaan, mikä jättäisi nestemäisten hiilivetyjen varastot pinnan alle.
Titanin pintaominaisuuksia varjostaa kuun paksu, visuaalisesti läpäisemätön ilmapiiri. Näiden tutkimusten taustatiedot kerättiin pääosin tutkalla. Suurin osa niistä saatiin Cassinin viimeisessä lähellä Kuu-lentotilaa huhtikuussa 2017. Cassini-joukkue tiesi, että tämä oli heidän viimeinen tilaisuus katsoa Titanin pieniä järviä, ja he kokevat, että he tekivät paras siitä.
"Tämä oli Cassinin viimeinen hurraa Titanilla, ja se oli todella hieno tehtävä", Lunine sanoi.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: NASA: n Cassini tuo yllätyksiä Titanin järvien kanssa
- Tutkimuspaperi: Kausittainen pintamuutos Titanin järvialueella
- Tutkimuspaperi: Syvät ja metaanirikkaat järvet Titanilla
