Самый крупный спутник сатурна который покрыт плотной атмосферой
Спутник Титан
Титаны повелевали Землей и стали прародителями олимпийских богов. Именно поэтому крупнейший спутник Сатурна назвали Титаном. Занимает 2-е место по величине в системе и превышает по объему Меркурий.
Титан – единственный спутник Сатурна, наделенный плотным атмосферным слоем, что долгое время мешало изучить поверхностные особенности. Сейчас располагаем доказательствами наличия жидкости на поверхности.
Обнаружение и имя
В 1655 году Христиан Гюйгенс заметил спутник. На это открытие его вдохновили находки Галилея возле Юпитера. Поэтому в 1650-х гг. он занялся разработкой своего телескопа. Сначала его называли просто Спутник Сатурна. Но позже Джованни Кассини найдет еще 4, поэтому его именовали по позиции – Сатурн IV.
Телескоп, с которым Уильям Гершель наблюдал за Ураном
Современное наименование досталось от Джона Гершеля в 1847 году. В 1907 году Хосел Комас Сола отслеживал потемнение Титана. Это эффект, когда центральная часть планеты или звезды кажется намного ярче края. Это стало первым сигналом к обнаружению атмосферы на спутнике. В 1944 году Джерард Койпер применил спектроскопический прибор и нашел метановую атмосферу.
Размер, масса и орбита
Сравнение размеров Земли, Луны и Титана
Радиус – 2576 км (0.404 земного), а масса спутника Титана – 1.345 х 10 23 кг (0.0255 от земной). Средняя удаленность составляет 1 221 870 км. Но эксцентриситет в 0.0288 и наклон орбитальной плоскости в 0.378 градуса привели к тому, что спутник приближается на 1 186 680 км и отдаляется на 1 257 060 км. Выше представлено фото, где сравниваются размер Титана, Земли и Луны.
Опытный таролог ответит на вопросы:
Что ждёт Вас в будущем? Как сложатся отношения? Какое решение — верное?
Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Титан.
Основные параметры спутника Титан
На орбитальный пролет Титан тратит 15 дней и 22 часов. Орбитальный и осевой периоды синхроничны, поэтому пребывает в гравитационном блоке (повернут к планете одной стороной).
Состав и поверхность
Титан отличается большей плотностью из-за гравитационного сжатия. Его показатель в 1.88 г/см 3 намекает на равное соотношение водяного льда и каменистого материала. Внутри делится на слои со скалистым ядром, охватывающим 3400 км. Исследование Кассини в 2005 году намекнуло на возможное присутствие подземного океана.
Внутреннее строение Титана
Поверхностный слой считается относительно молодым (от 100 млн до 1 млрд. лет) и выглядит гладким с ударными кратерами. Высота меняется на 150 м, но может достигать и 1 км. Считается, что на это повлияли геологические процессы. К примеру, на южной стороне сформировался горный хребет с протяжностью в 150 км, шириной – 30 км и высотой – 1.5 км. Заполнен ледяным материалом и слоем метанового снега.
Патера Сотра – горная цепь, вытягивающаяся в высоту на 1000-1500 м. Некоторые вершины наделены кратерами и кажется, что у основания скопились замороженные лавовые потоки. Если на Титане есть активные вулканы, то они спровоцированы поступающей от радиоактивного распада энергии.
Опытный таролог ответит на вопросы:
Что ждёт Вас в будущем? Как сложатся отношения? Какое решение — верное?
Среди кратеров спутника Титана выделяется 440-километровый двухзонный ударный бассейн Минерва. Его легко найти по темному узору. Также есть Синлап (60 км) и Кса (30 км). Радарный обзор сумел отыскать кратерные формы. Среди них 90-километровое кольцо Гуабонито.
Ученые теоретизировали о наличии криовулканов, но пока на это намекают лишь поверхностные структуры с протяжностью в 200 м, которые смахивают на лавовые потоки.
Дюны Титана, запечатленные радарным обзором
Каналы могут намекать на тектоническую активность, а значит перед нами молодые формирования. Или же это старая местность. Можно отыскать темные участки, являющиеся пятнами водяного льда и органических соединений, показывающихся в УФ-обзор.
Метановые озера
Отображение полярных морей Титана (слева) и радарный снимок моря Кракена (справа), запечатленные Кассини
В основном озера концентрируются возле полюсов, но на экваториальной линии также найдены подобные формирования. В целом анализ показывает, что озера охватывают лишь несколько процентов поверхности, из-за чего Титан намного засушливее нашей планеты Земля.
Благодаря постоянному мониторингу озера были замечены изменения структуры острова
Атмосфера
Титан пока единственный спутник в Солнечной системе, обладающий плотным слоем атмосферы с примечательным объемом азота. Более того, он даже превосходит земную плотность с давлением в 1.469 кПа.
Опытный таролог ответит на вопросы:
Что ждёт Вас в будущем? Как сложатся отношения? Какое решение — верное?
Представлена непрозрачной дымкой, блокирующей поступающий солнечный свет (напоминает Венеру). Лунная гравитация низкая, поэтому атмосфера намного больше земной. Стратосфера заполнена азотом (98.4%), метаном (1.6%) и водородом (0.1%-0.2%).
В составе атмосферы Титана присутствуют следы углеводородов, вроде этана, ацетилена, диацетилена, пропана и метилацетилена. Полагают, что они формируются в верхних слоях из-за распада метана УФ-лучами, что создает густой смог оранжевого окраса.
Атмосфера Титана в ложном цвете
Против парникового эффекта срабатывает туман, отражающий солнечный свет. Симуляции показали, что на спутнике могут появиться сложные органические молекулы.
Обитаемость
Титан воспринимается в качестве пробиатической среды, обладающей сложной органической химией и возможным подповерхностным океаном в жидком состоянии. Модели показывают, что добавление УФ-лучей в такой обстановке может привести к формированию сложных молекул и веществ, вроде толинов. А добавление энергии вызывает даже 5 нуклеотидных оснований.
Многие считают, что на спутнике присутствует достаточное количество органического материала, чтобы активировать процесс химической эволюции аналогичной земной. Это требует наличия воды, но жизнь могла бы сохраняться в подповерхностном океане. То есть, на спутнике Сатурна Титане способна появиться жизнь.
Такие формы должны уметь выживать в экстремальных условиях. Все зависит от теплообмена между внутренним и верхним слоями. Не исключают присутствие жизни и в метановых озерах.
Чтобы проверить гипотезу, создали несколько моделей. Атмосферная показывает, что в верхнем слое находится большой объем молекулярного водорода, который исчезает ближе к поверхности. Низкие уровни ацителена также указывают на потребляющие углеводород организмы.
В 2015 году исследователи даже создали клеточную мембрану, способную функционировать в жидком метане при указанных лунных условиях. Но в НАСА эти эксперименты считают гипотезами и полагаются скорее на уровни ацителена и водорода.
К тому же эксперименты все-таки касались земных представлений о жизни, а Титан отличается. Спутник проживает намного дальше от Солнца, а атмосфера лишена окиси углерода, что не позволяет удержать необходимое количество тепла.
Исследование
Кольца Сатурна часто перекрывает луну, поэтому без специальных инструментов Титан сложно отыскать. Но дальше следует преграда из плотного атмосферного слоя, мешающего рассмотреть поверхность.
Впервые к Титану приблизился Пионер-11 в 1979 году, предъявивший снимки. Он отметил, что луна слишком холодная для поддержания жизненных форм. Далее последовали Вояджеры 1 (1980) и 2 (1981), предоставившие сведения о плотности, составе, температурных показателях и массе.
Титан, запечатленный Вояджером-2 в 1981 году
Главный информационный массив достался от исследования миссии Кассини-Гюйгенс, прибывшей к системе в 2004 году. Зонд отснял детали поверхности и цветовые пятна, которые ранее были недоступными для человеческого зрения. Он же заметил моря и озера.
В 2005 году на поверхность спустился зонд Гюйзенс, запечатлевший поверхностные формирования вблизи.
Художественная интерпретация спуска зонда Гюйгенс
Также он раздобыл изображения темной равнины, что намекало на эрозию. Поверхность оказалась намного темнее, чем ожидали ученые.
В последние годы все чаще поднимают вопросы о возвращении к Титану. В 2009 году пытались продвинуть проект TSSM, но его обошел EJSM (НАСА/ЕКА), чьи зонды отправятся к Ганимеду и Европе.
Опытный таролог ответит на вопросы:
Что ждёт Вас в будущем? Как сложатся отношения? Какое решение — верное?
Планировали также заняться TiME, но в НАСА решили, что целесообразней и дешевле запустить к Марсу InSight в 2016 году.
В 2010 году рассматривали возможность запуска JET – астробиологический орбитальный аппарат. А в 2015 году пришли в разработке подводной лодки, которая сможет погрузиться в море Кракена. Но пока это все на стадии обсуждения.
Колонизация
Среди всех спутников Титан кажется наиболее выгодной целью для создания колонии.
Художественная концепция возможного флота, разработанного НАСА
Но есть и проблема. Гравитация уступает показателям земной Луны, а значит человеческому организму придется сражаться против мышечного атрофирования и разрушения костей.
Карта поверхности
Нажмите на изображение, чтобы его увеличить
Фотографии
Два обзора крупнейшего спутника Сатурна Титана показывают поверхностные особенности далекого мира (21 марта 2017 года). Кассини пришлось захватить несколько инструментов, чтобы пробраться сквозь водородную дымку. Среди них был радар, а также визуальный и ИК-картографический спектрометр. Камеры также располагали несколькими спектральными фильтрами, проявляющими чувствительность к конкретным длинам волн ИК-света. Эти спектральные зазоры позволили рассмотреть практически весь поверхностный покров. Кроме того, удалось установить стабильный обзор за постоянно меняющейся лунной атмосферой и отслеживать перемещение облаков. В высоких северных широтах (справа) можно отыскать масштабную облачную полосу. При обзоре аппарат отдалялся на 986000 км, где масштаб составлял 6 км на пиксель. Естественный вид слева создали при использовании красного, зеленого и синего фильтров. Вид справа – результат замены ИК-изображения (центр – 938 нанометров) на канал красного цвета. Программа Кассини выступает общей разработкой ЕКА, НАСА и Итальянского космического агентства. Команда располагается в Лаборатории реактивного движения. Две камеры на борту также созданы ими. Добытые фотографии обрабатывают в Боулдере (Колорадо).
Аппарат Кассини приблизился на удаленность 2 млн. км 29 мая 2017 года, чтобы запечатлеть ночную сторону Титана на фото. В этом обзоре удалось подчеркнуть расширенную атмосферную туманность луны. За все время наблюдения аппарат сумел зафиксировать спутник с различных углов и получить полноценный обзор атмосферы. Высотный туманный слой отображен синим, а главная дымка – оранжевая. Отличие в окрасе может базироваться на размерах частиц. Голубая, скорее всего, представлена мелкими элементами. Для съемки использовали узкоугольную камеру с красным, зеленым и синим фильтрами. Масштабность – 9 км на пиксель. Программа Кассини выступает общей разработкой ЕКА, НАСА и Итальянского космического агентства. Команда располагается в ЛРД. Две камеры на борту также созданы ими. Добытые фотографии обрабатывают в Боулдере (Колорадо).
При последнем проходе в систему Сатурна, выполненном 13 сентября 2017 года, аппарату Кассини удалось запечатлеть Титан. Интерес к спутнику возник еще с полетом миссии Вояджер в 1980-х гг. от ЕКА. Для обзора использовали узкоугольную камеру на удаленности в 774000 км и при масштабе в 5 км на пиксель. Цветное изображение (рисунок А) выполнено из снимков, запечатленных на красный, зеленый и синий спектральные фильтры. Этот вид напоминает тот, что предстал перед Вояжером – золотой шар с плотным атмосферным слоем. Улучшенный вид (рисунок В) прибавляет детали, зафиксированные спектральным фильтром, способным пробираться сквозь дымку. Программа Кассини выступает общей разработкой ЕКА, НАСА и Итальянского космического агентства. Команда располагается в ЛРД. Две камеры на борту также созданы ими. Добытые фотографии обрабатывают в Боулдере (Колорадо).
В этом обзоре, выполненном 28 апреля 2006 года, крупнейший спутник в системе Сатурн Титан показывается из-под кольцевой системы. Титан охватывает 5150 км в диаметре и расположен немного ниже линии колец. Можно заметить темную щель (в ширину – 325 км) и узкое кольцо F. Для наблюдения использовали узкоугольную камеру с красным, зеленым и синим спектральными фильтрами. Отдаленность от объекта – 1.1 млн. км.
Поверхность Титана удалось наблюдать детально на фото при посадке зонда Гюйгенс. Но все же большую часть площади отобразил аппарат Кассини. Титан все еще остается интересной загадкой. В этом обзоре показана новая территория, которая не отмечалась в предыдущих наблюдениях. Это составное изображение из 4 практически одинаковых широкоугольных снимков.
Оранжевый мир Титана (обзоры, порталы, новости)
Титан похож на Землю куда сильнее, чем любое другое тело в Солнечной системе.
Атмосфера Титана
Жидкость и круговорот веществ на Титане
Также радаром подтверждена теория о круговороте жидкости (метана?) на Титане, аналогичном круговороту воды на Земле. [Думаю, до «водяных» прокариот существовала метано-аммиачная форма жизни] Титан является единственной луной в Солнечной системе с активной гидрологической системой, включающей дожди, каналы, озера и моря.
Углеводородные озера на Титане не имеют аналогов в Солнечной системе. Кроме Земли, ни одно из известных космических тел не имеет открытых обширных жидких поверхностей. Возможно, новая информация о водоемах спутника Сатурна поможет понять, как возникла жизнь на Земле.
Тектоника и структуры на Титане
На многих океанических планетах, таких как спутник Юпитера Европа или спутник Сатурна Энцелад, проявления сдвиговой тектоники подробно задокументированы. Исследователи считают, что движение вдоль этих разломов вызывают дневные приливные напряжения – разнонаправленные усилия, возникающие в результате движения спутника относительно родительской планеты.
Новое исследование показывает, что тектонические смещения могут играть значительную роль и на Титане, участвуя в деформациях его ледяной поверхности. Ученые нашли, что комбинация дневных приливных напряжений и давления жидкости в порах материала способствовала возникновению сдвиговых трещин в случае неглубоких разломов коры на Титане.
Возможность обнаружения жизни на «оранжевой луне»
Это еще не означает, что на Титане проживают простейшие микроорганизмы, но условия вроде бы не совсем адовы, как на других небесных телах Солнечной системы. Ведь возможно, что под толстым слоем льда, который покрывает спутник, находится океан [метановый или водяной?], внутри которого действуют термальные источники – точно такие же, как и на Земле. Поскольку некоторые глубоководные формы жизни на Земле существуют благодаря этим источникам, то считается, что схожие формы жизни могут существовать и на Титане. Надежда теплится [это относится также к «соседу» по системе Энцеладу и юпитеровой Европе].
Подтверждением этому служит факт, что на высоте 200 км над поверхностью спутника зафиксирована небольшая концентрация акрилонитрила — соединения, участвующего в формировании клеточных мембран микроорганизмов, которые, возможно, живут в метановых океанах. Наибольшее количество молекул обнаружено над южным полюсом. При низких температурах (минус 179°C), господствующих на Титане, акрилонитрил концентрируется в капли и падает в метановые озера. Эксперимент показал, что в северной части спутника вещества должно хватить для создания десяти тысяч живых клеток на один куб. см, что превышает число бактерий в прибрежных районах земных океанов.
Космические миссии на малую планету-спутник Титан
Спутник сатурна Титан
Титан – самый крупный спутник Сатурна и единственный из спутников, обладающий атмосферой. Он стал, с 2005 года, очень популярным в среде ученых, а также любителей астрономии. Дело в том, что на его поверхности обнаружены озера, реки и даже моря. А в его плотной атмосфере наблюдаются осадки в виде дождя и снега. Есть смена времен года, только сезоны длятся гораздо дольше. На поверхности Титана есть горы, кратеры и даже криовулканы. Поверхность, спутника молодая, покрытая осадочными органическими веществами и льдом.
Космический аппарат «Кассини» доставил в 2005 году на Титан автоматический зонд «Гюйгенс», который сделал потрясающие по качеству снимки, взял пробы атмосферы и грунта.
Астрономы удивлены, что геологические условия на Титане, как и климатические, очень напоминает земные. Только происходят при очень низких температурах. Процессы вулканизма, тектоническая активность, горы и дюны, ветры и частые дожди создали похожий на земной ландшафт. Можно съездить в нужный район Земли, чтобы проследить, как происходит процесс наветривания, разглядеть, как выглядит в разрезе дюна для того, чтобы разгадать механизмы, работающие на Титане.
Гюйгенс сделал удачные фотоснимки благодаря тому, что на Титане наступило лето и разошлись густые облака и туман, закрывающие его поверхность. На одном из снимков хорошо просматривается горный участок со множеством хребтов, за которым находится равнина и обширный водоем. Береговая линия такая же, как на земных морях (Черном, Беринговом и других). Горные хребты имеют хорошо заметные следы эрозии, такие же, как и на Земле. Видны многочисленные лощины, распадки. Так же, как и на Земле, эти горные распадки дают начало рекам, которые текут к морям, принимая по пути множество притоков. Ученые вычислили длину рек, и установили, что самая протяженная составляет 1500 км.
Соотношение размеров Земли и Титана
Самым интригующим является Северный, околополярный район Титана, где схожести больше всего, где больше всего сосредоточено водоемов. Установлено всего около 400 озер различной формы и размера. Зная их размер, ученые определили, что они составляют по площади 70% поверхности спутника. Некоторые озера дают начало рекам, а некоторые являются устьями рек.
Форма водоемов пока не совсем понятна. Берега озер, которых очень много на Севере, почти вертикальны, будто их залили в формочки для теста. Есть предположения, что так действует на твердые породы метано-этановая жидкость, наполняющая титановые озера. Хотели бы ученые разгадать и гидрологические процессы, под действием которых водоемы образуются в основном на Севера Титана. Весьма реальной является гипотеза о подземном океане жидкой воды, в которой могут находиться живые организмы. Эта гипотеза не исключает версию астробиологов и о возможности метановой формы жизни на Титане. Как известно приспособляемость бактерий невероятно богата.
Спутник Сатурна Титан – один из самых загадочных и интересных миров, расположенных буквально по соседству с нами. Титан — крупнейший спутник Сатурна — является одним из кандидатов на колонизацию во внешней части Солнечной системы. Одна из причин интереса к колонизации спутника — наличие на нём углеводородов, на которых в настоящее время работает большая часть земной техники.
“Что в имени тебе моем?”
Открытие Титана — заслуга голландского физика, астронома и математика Христиана Гюйгенса, равно как и кольца Сатурна — их видел еще Галилей, но не смог понять, что это такое. Гюйгенс, вдохновленный примером великого ученого, на пару с братом сконструировал собственный телескоп, через который рассматривал известные на тот момент планеты. Чудо техники позволило ему заметить небольшой объект: понаблюдав за ним в течение некоторого времени, астроном выяснил, что это действительно спутник Сатурна. Объект делал полный оборот вокруг планеты за 16 дней, и свои выводы ученый сделал только после четырех таких оборотов. Засечь движение спутника помогло положение колец Сатурна: в июне 1655 года, когда сделано открытие, они были немного наклонены в сторону Земли, что открывало больший обзор, чем обычно. Галилей открыл спутники Юпитера в 1610: сравнимая с ними по масштабу находка Гюйгенса стала второй с момента изобретения телескопа.
Порой удивляюсь тому, как спокойно люди относились к выбору названий чего-либо. На примере конкретного спутника Сатурна: изначально у него вообще имени не было, Гюйгенс называл его Saturni Luna (“Сатурнова луна”), некоторые астрономы — Гюйгенианом или Гюйгенсовым спутником, позднее — Сатурном IV. Четвертый — потому что именно эту позицию он занимал относительно планеты и других спутников, открытых Джованни Кассини. С 1789 года и эта методика присвоения названий утратила актуальность: астрономическое оборудование совершенствовалось, были обнаружены и другие спутники Сатурна, находившиеся ближе к планете, поэтому пришлось подыскивать Гюйгениану другое имя, и с 1847 года он стал известен, как Титан. Им он обязан Джону Гершелю: в своей статье “Результаты астрономических наблюдений, сделанных на мысе Доброй Надежды”, он предложил назвать известные на тот момент семь спутников планеты именами братьев и сестер бога Кроноса (в древнеримской мифологии его звали Сатурном).
Что мы знаем о Титане
Титан в два раза превосходит размерами (его диаметр 5125 км), и весит на 80% больше нашей Луны. По диаметру он перегнал и Меркурий, хотя не дотягивается до первой к Солнцу планеты по массе — плотность Титана всего 1,88 г/см³. Если же сравнить его с самим Сатурном, то в “весовой категории” последний превосходит свой спутник в 4227 раз. Вместе с тем масса Титана, самого большого в “окружении” Сатурна, составляет 95% массы всех спутников окольцованной планеты. Сила тяжести здесь гораздо меньше, чем у нас — примерно седьмая часть земной, зато толщиной атмосферы он Землю явно перегнал: почти 400 км против 120 у голубого шарика, да и давление на поверхность там в полтора раза сильнее.
Если когда-нибудь астронавтам удастся посмотреть на небо Титана с его поверхности, при нынешнем составе его атмосферы, то они увидят невероятный пейзаж, словно декорацию к фильму с научно-фантастическим сюжетом. Кольца Сатурна, занимающие пол-неба, разрезают его от самого горизонта, давая только намек на гигантские размеры их обладателя. Картина будет неполной без непривычного цвета неба: на Титане оно оранжево-красное. Наверное, подобный оттенок можно наблюдать и на Земле, во время захода солнца в тучи на закате, но наша планета не может похвастать метановыми озерами и аммиачно-ледяными криовулканами. Их не очень много: поверхность Титана довольно ровная, с редкими горами и кратерами.
Ее удалось рассмотреть только в 2004 году: атмосфера, на 95% состоящая из азота, слишком плотная, чтобы показать астрономам истинные размеры и пейзажи спутника. Но вот магнитного поля на Титане нет: из-за этого атмосфера подвержена серьезному воздействию солнечного ветра и космических излучений. Если не вдаваться в подробности и опустить цепочку распадов и соединений молекул метана, азота и их производных, то получатся органические соединения. Именно они обеспечивают атмосфере и поверхности Титана оранжевые оттенки. Ученые подсчитали, что весь объем метана, который есть на спутнике, Солнце преобразует в такие соединения всего за 50 миллионов лет — смехотворный срок для вселенной. Однако этого до сих пор не произошло — значит, запасы метана постоянно пополняются. Основное предположение, объясняющее восстановление объема газа — деятельность криовулканов.
Многие астрономы придерживаются мнения, что состав нынешней атмосферы Титана напоминает условия на Земле, сложившиеся незадолго до появления первых признаков жизни на планете. Не исключается присутствие простейших форм уже сейчас: возможно, в подземных водоемах, защищенных от ветра и ультрафиолета, микроорганизмам гораздо комфортнее, чем на поверхности.
Метановые реки, ледяные берега
В начале XXI века на Титан отправлен земной “разведчик” — зонд “Гюйгенс”( на фото)
Кассини — Гюйгенс (англ. Cassini–Huygens) — автоматическая межпланетная станция (АМС), созданная совместно НАСА, Европейским космическим агентством и Итальянским космическим агентством для исследования планеты Сатурн, его колец и спутников. Комплекс состоял из орбитальной станции «Кассини» и спускаемого аппарата с автоматической станцией «Гюйгенс», предназначенной для посадки на Титан.
Автоматическая межпланетная станция Cassini–Huygens
Зонд «Гюйгенс» (англ. Huygens probe) создан Европейским космическим агентством и назван в честь голландского астронома XVII века Христиана Гюйгенса. Зонд был запущен 15 октября 1997 года в связке с космическим аппаратом «Кассини». 25 декабря 2004 года зонд отделился от своего носителя и начал самостоятельное движение к Титану. 14 января 2005 года зонд «Гюйгенс» успешно вошёл в атмосферу Титана и совершил посадку на его поверхность в области, получившей название Ксанаду.
Зонд «Гюйгенс» на Титане
Это была первая (и на 2019 год единственная) в истории мягкая посадка, совершённая во Внешней Солнечной системе. Зонд сел на твёрдую поверхность, хотя посадка в океане была также предусмотрена его конструкцией.
Его работа позволила сделать множество интересных открытий касаемо спутника. Так, удалось выяснить, что неподалеку от северного полюса находятся темные области — метановые озера. Их насчитывают десятки, разного размера (от 3 до 70 км в диаметре), все, как одно — чистые и прозрачные. Правда, заполнены не водой, а смесью этана и метана. Есть здесь и свои “моря” — море Кракена, море Лигеи и море Пунги. Каждое из них простирается более чем на 100 тысяч км², а море Кракена вполне сопоставимо с земным, Каспийским.
Астрономы пока не выяснили принцип, по которому на Титане распределяются озера. Дело в том, что основное их количество приходится на северное полушарие спутника — здесь они занимают десятую часть, тогда как на южном — только 0,4% поверхности. Была высказана гипотеза, что дело в составе грунта: дескать, в южном полушарии он более рыхлый, и поэтому жидкость быстрее просачивается под землю. Однако анализ ничего такого не показал, и гипотеза развалилась. Согласно второй версии, карта Титана непостоянна, и метановые дожди на спутнике идут посезонно. При таких обстоятельствах в одном полушарии будут образовываться озера, а во втором в это же время властвует засуха. Но и эта теория не подтвердилась: она объяснила бы “водоемы” глубиной максимум 10-20 метров, но озера Титана сильно превышают этот показатель, так как от их поверхности до дна — не менее нескольких сотен метров. Так что ученым еще есть, над чем поразмыслить.
22 апреля 2017 года космическая станция в последний раз облетела Титан и начала сближение с Сатурном, чтобы, совершив 22 оборота по спирали между планетой и её кольцами, 15 сентября войти в атмосферу и на этом завершить свою миссию
Между атмосферой Титана — спутника Сатурна — и атмосферой Земли больше общего, чем считалось ранее.
Проанализировав данные собранные за семь лет зондом Cassini, астрономы изучили уникальное взаимодействие между атмосферой Титана, уровнем радиации и магнитным полем, в результате которого в космос отправляются волны углеводородов и нитрилов, пишет журнал Geophysical Research Letters.
Плазменный спектрометр на Cassini зафиксировал эти потоки углеводородов с полюсов Титана. Исследователи из Университетского колледжа Лондона говорят, что эти потоки похожи на ветра, исходящие от Земли в районе полюсов.
«Атмосфера Титана состоит преимущественно из азота и метана, но плотность давления на спутнике на 50% выше, чем на Земле, — сказал ведущий автор исследования Эндрю Коутс (Andrew Coates). — Полученные данные подтверждают, что верхний слой атмосферы Титана теряет около семи тонн углеводородов и нитрилов каждый день. Наше новое исследование объясняет, почему это происходит».
Полярные ветры Титана подпитываются за счет взаимодействия солнечного света, энергии электромагнитного поля и молекул, присутствующих в верхних слоях атмосферы Луны. При этом Титан не имеет собственного магнитного поля, но пользуется тем, что есть у Сатурна. Как только солнечный свет касается молекул в верхних слоях атмосферы Титана, ионосферы, начинают распространяться фотоэлектроны. Эти отрицательно заряженные фотоэлектроны перемещаются вдоль силовых линий магнитного поля Сатурна, создавая локализованные электромагнитные поля, достаточные, чтобы вытащить молекулы из ионосферы в космос.
До сих пор это явление наблюдалось лишь на Земле. Астрономы считают, что подобные полярные ветры могут существовать на Марсе и Венере. Наряду с Землей и Венерой Титан является одним из трех тел в Солнечной системе с каменистой поверхностью и плотной атмосферой.
Поверхность Титана. Художественная концепция (НАСА-ЕСА)
Известно, что все живые существа на Земле в основном состоят из воды. Содержание воды в разных организмах колеблется в пределах 50-75 % (наземные растения), 60-65 %(наземные позвоночные животные), 80-99 % (рыбы и морские животные и растения). А что если обитатели Титана, если они, конечно, существуют, тоже на 50 или 99 % состоят из жидкого метана или этана, а на оставшиеся 50 или 1 % из какого-то материала, способного выдерживать столь низкие температуры? Имеют ли они в этом случае твердый скелет, например из кремния, или это гелеобразные существа, подобные медузам (кстати, медузы на Земле используют азот в качестве пищи), неизвестно. Как бы то ни было, органического вещества для построения организмов и пищи для них на Титане более чем достаточно. Значит, предпосылки для развития жизни существуют. Ну а сама жизнь.
Ясно одно: если жизнь на Титане и существует, то это, несомненно, другая жизнь.
Ученые обнаружили жизнь на спутнике Сатурна
Не менее интересна и теория о колонизации Титана. Была озвучена мысль, что именно там находится земля обетованная для колоний с Земли при условии их размещения в пределах Солнечной системы. Есть прогнозы, что климат на Титане будет постепенно меняться, — возможно, через какое-то время здесь действительно обнаружат новую форму жизни.
©
Далекий спутник Титан: сюрприз или очередная загадка Солнечной системы
Долгое время считалось, что наша голубая планета – единственное место в Солнечной системе, где имеются условия для существования форм жизни. В действительности оказывается, что ближний космос является не таким уже и безжизненным. Сегодня можно смело утверждать – в пределах досягаемости землян есть миры во многом схожие с нашей родной планетой. Об этом свидетельствуют интересные факты, полученные в результате исследований окрестностей газовых гигантов Юпитера и Сатурна. Безусловно, там нет рек и озер с прозрачной и чистой водой, а на бескрайних равнинах не зеленеет трава, но при определенных условиях человечество могло бы заняться их освоением. Одним из таких объектов в Солнечной системе является Титан – самый крупный спутник Сатурна.
Представление крупнейшего спутника Сатурна
Титан сегодня беспокоит и занимает умы астрономического сообщества, хотя совсем недавно на это небесное тело, как и на другие подобные объекты Солнечной системы, мы взирали без особого энтузиазма. Только благодаря полетам межпланетных космических зондов обнаружилось, что на данном небесном теле существует жидкая материя. Оказывается, недалеко от нас существует мир с морями и океанами, с твердой поверхностью, окутанной плотной атмосферой, очень напоминающей по строению земную воздушную оболочку. Размеры спутника Сатурна тоже впечатляют. Его диаметр составляет 5152 км, на 273 км. больше чем у Меркурия – первой планеты Солнечной системы.
Ранее считалось, что диаметр Титана составляет 5550 км. Более точные данные о размерах спутника были получены уже в наше время, благодаря полетам космического аппарата «Вояджер-1» и миссии зонда «Кассини-Гюйгенс». Первый аппарат сумел обнаружить на спутнике плотную атмосферу, а экспедиция АМС «Кассини» позволила измерить толщину воздушно-газовой оболочки, которая составляет более 400 км.
Масса Титана – 1,3452·10²³ кг. По этому показателю он уступает Меркурию, как и по плотности. Далекое небесное тело имеет низкую плотность – всего 1,8798 г/см³. Эти данные говорят в пользу того, что строение спутника Сатурна существенно отличается от строения планет земной группы, которые на порядок массивнее и тяжелее. В системе Сатурна – это самое крупное небесное тело, масса которого составляет 95% массы остальных 61 известных лун газового гиганта.
Титан и другие спутники Сатурна
Удачно и расположение крупнейшей Титана. Он бежит по орбите радиусом 1 221 870 км со скоростью 5,57 км/с и пребывает вне колец Сатурна. Орбита у этого небесного тела имеет практически круговую форму и находится в одной плоскости с экватором Сатурна. Период обращения Титана вокруг материнской планеты составляет почти 16 суток. Причем в этом аспекте Титан идентичен с нашей Луной, совершающей вращение вокруг собственной оси синхронно со своим хозяином. Спутник всегда повернут к материнской планете одной стороной. Орбитальные характеристики крупнейшей луны Сатурна обеспечивают на ней смену времен года, однако ввиду значительной удаленности этой системы от Солнца, времена года на Титане достаточно продолжительны. Последний летний сезон на Титане закончился в 2009 году.
Своими размерами и массой он похожа на два других крупнейших спутника Солнечной системы – Ганимед и Каллисто. Такие крупные размеры свидетельствуют о планетарной теории происхождения этих небесных тел. Подтверждает это и поверхность спутника, на которой присутствуют следы активной вулканической деятельности, что является характерной особенностью планет земной группы.
Впервые фото поверхности спутника Сатурна удалось получить с помощью зонда «Гюйгенс», благополучно опустившегося на поверхность этого небесного объекта 14 января 2005 года. Уже беглый взгляд на снимки давал все основания считать, что перед землянами открывается новый загадочный мир, живущий своей космической жизнью. Это не Луна, безжизненная и пустынная. Это мир вулканов и метановых озер. Допускается, что под поверхностью находится обширный океан, возможно состоящий из жидкого аммиака или из воды.
История открытия Титана
Впервые о существовании спутников Сатурна догадывался еще Галилей. Не имея технической возможности наблюдать столь удаленные объекты, Галилей предсказывал их существование. Только Гюйгенс, у которого уже был мощный телескоп, способный в 50 раз увеличивать объекты, приступил к исследованию Сатурна. Именно ему удалось обнаружить столь крупное небесное тело, вращающееся вокруг окольцованного газового гиганта. Произошло это событие в 1655 году.
Гюйгенс и телескоп
Однако с названием нового небесного тела пришлось подождать. Первоначально ученые сходились во мнении дать открытому небесному телу название в честь его открывателя. После того, как итальянец Кассини открыл еще и другие спутники газового гиганта, сошлись во мнении нумеровать новые небесные тела системы Сатурна.
Эта идея не получила продолжения, так как впоследствии были открыты и другие объекты в окрестностях Сатурна.
Обозначение, которое мы используем сегодня, было предложено англичанином Джоном Гершелем. Сошлись во мнении, что наиболее крупные спутники должны носить мифологические названия. Благодаря своим размерам Титан оказался первым в этом списке. Остальные семь крупных спутников Сатурна получили названия, созвучные именам титанов.
Атмосфера Титана и ее особенности
Среди небесных тел Солнечной системы Титан обладает едва ли не самой любопытной воздушной оболочкой. Атмосфера спутника оказалась на деле плотным слоем облаков, которые долгое время мешали получить визуальный доступ к самой поверхности небесного тела. Плотность воздушно-газового слоя настолько велика, что у поверхности Титана атмосферное давление в 1,6 раз выше земных параметров. По сравнению с земной воздушной оболочкой, атмосфера на Титане имеет значительную толщину.
Сравнение атмосферы Земли и Титана
В малых количествах присутствует циан, гелий и угарный газ. Кислорода в свободном виде в атмосфере Титана не выявлено.
Несмотря на столь высокую плотность воздушно-газовой оболочки спутника, отсутствие сильного магнитного поля отражается на состоянии поверхностных слоев атмосферы. Верхние слои атмосферы подвержены воздействию солнечного ветра и космической радиации. Азот (N) под воздействием этих факторов вступает в реакцию, образуя целый ряд любопытных азотосодержащих соединений. Большая часть некоторых соединений оседает на поверхность спутника, придавая ей слегка оранжевый оттенок. Интересна и история с метаном. Его состав в атмосфере Титана стабилен, хотя из-за внешнего воздействия этот легкий газ мог бы уже давно улетучиться.
Предполагается, что такой состав атмосферы Титана обусловлен его активным вулканическим прошлым. Насыщенные парами аммиака воздушные слои под воздействием космического ультрафиолета разложились на азот и водород, а другие компоненты являются следствием физико-химических реакций. Как более тяжелый, азот опустился и стал основным компонентом титановой атмосферы. Водород же из-за слабых сил гравитации спутника улетучился в космическое пространство.
Слои атмосферы Титана, взаимодействие ее химического состав с магнитным полем небесного тела способствуют тому, что на спутнике присутствует собственный климат. Сезоны на Титане меняются подобно земным временам года. В то время когда одна сторона спутника обращена к Солнцу, Титан погружается в лето. В его атмосфере бушуют штормы и ураганы. Нагреваемые солнечным светом воздушные слои находятся в постоянной конвекции, порождая сильные ветры и значительные перемещения облачных масс. На высотах 30 км скорость ветров достигает 30 м/с. Чем выше, тем турбулентность воздушных масс интенсивнее и мощнее. В отличие от Земли, облачные массы на Титане сконцентрированы в полярных областях.
Высокое давление и низкие температуры способствуют тому, что молекулы воды в атмосфере спутника полностью испаряются (вымерзают).
Строение спутника: от внешней оболочки к ядру
Предположение и догадки о строении столь крупного небесного тела в основном строились на данных земных оптических наблюдений. Плотная атмосфера Титана склоняла ученых в сторону гипотезы о газовом составе спутника, сродни составу материнской планеты. Однако после полетов космических зондов «Пионер-11» и «Вояджер-2» стало понятно, мы имеем дело с небесным телом, структура которого тверда и устойчива.
Сегодня считается, что Титан имеет кору, подобную земной. Диаметр ядра – ориентировочно 3400 км, что составляет более половины диаметра небесного тела. Между ядром и корой существует ледяная прослойка, которая отличается по своему составу. Вероятно, на определенных глубинах лед трансформируется в жидкую структуру. Сравнение снимков, сделанных с борта АМС «Кассини» с разницей в два года, указали на наличие смещения поверхностного слоя спутника. Эта информация дала учеными повод считать, что поверхность спутника покоится на жидкой прослойке, которая состоит из воды и растворенного аммиака. Смещение коры вызвано взаимодействием гравитационных сил и циркуляцией атмосферы.
По своему составу Титан – это соединение льда и силикатных пород в равных пропорциях, что очень похоже на внутреннее строение Ганимеда и Тритона. Однако в силу наличия плотной воздушной оболочки, строение спутника имеет свои отличия и специфику.
Главные особенности далекого спутника
Уже только одно наличие у Титана атмосферы делает его уникальным и интересным для последующего изучения. Другое дело, что главной изюминкой далекого спутника Сатурна является наличие на нем больших объемов жидкости. Для этой несостоявшейся планеты характерны озера и моря, в которых вместо воды плещутся волны метана и этана. Спутник имеет на поверхности скопления космического льда, который обязан своим происхождением воде и аммиаку.
Метановые озера Титана
Доказательством существования на поверхности Титана жидкой материи стали снимки огромного бассейна, по площади превышающего размеры Каспийского моря. Огромное море жидких углеводородов получило название море Кракена. По своему составу это огромный естественный резервуар сжиженных газов: этана, пропана и метана. Другое крупное скопление жидкости на Титане – море Лигеи. Большинство озер сосредоточено в северном полушарии Титана, что увеличивает в разы отражающую способность далекого небесного тела. После миссии «Кассини» стало ясно, что поверхность на 30-40% покрыта жидкой материей, собравшейся в естественных морях и озерах.
Такое огромное количество метана и этана, пребывающих в замороженном состоянии, способствует развитию определенных форм жизни. Нет, это не будут привычные земные организмы, однако в таких условиях живые организмы на Титане могут иметь место. На спутнике достаточно компонентов и химических веществ для образования организмов и их последующего существования.
Хронология современных исследований Титана
Начиналось все со скромной миссии американского зонда «Пионер-11», который сумел в 1979 году дать учеными первые снимки далекого спутника. Долгое время информация, полученная с борта «Пионера», мало интересовала астрофизиков. Прогресс в изучении окрестностей Сатурна наступил после визитов в эту область Солнечной системы «Вояджеров», которые дали более подробные снимки спутника, сделанные с расстояния в 5000 км. Ученые получили более точные данные о размерах этого гиганта, нашла свое подтверждения версия о существовании плотной атмосферы спутника.
Инфракрасные снимки, сделанные с борта космического телескопа «Хаблл», предоставили ученым информацию о составе атмосферы спутника. Впервые были выявлены на планетарном диске светлые и темные области, природа которых оставалась неизвестной. Впервые родилась теория о том, что поверхность Титана покрыта в некоторых местах льдом, который увеличивает отражающую способность небесного тела.
Успех в области исследований пришел вместе с информацией, полученной с борта автоматической межпланетной станции «Кассини». Начатая в 1997 году миссия «Кассини» выступает общей разработкой ЕКА в НАСА. Основным направлением исследований стал Сатурн, однако не остались без внимания и его спутники. Так для изучения Титана в программу полета был включен этап посадки на поверхность спутника Сатурна зонда «Гюйгенс». Этот аппарат, созданный усилиями специалистов НАСА и итальянского космического агентства, команда которого решила отметить, таким образом, юбилей своего славного соотечественника Джованни Кассини, должен был опуститься на поверхность Титана.
“Кассини” на орбите Сатурна
В течение 4 лет продолжалась работа «Кассини» в окрестностях Сатурна. За это время АМС пролетела двадцать раз вблизи Титана, постоянно получая новые данные о спутнике и о его поведении. Уже одна посадка зонда «Гюйгенс» на Титан, свершившаяся 14 марта 2007 года, считается грандиозным успехом всей миссии. Несмотря на это, учитывая технические возможности станции «Кассини» и ее большой потенциал, было принято решение продолжить исследования Сатурна и его спутников до 2017 года.
Полет «Кассини» и посадка аппарата «Гюйгенс» предоставили ученым исчерпывающую информацию о том, каким на самом деле является Титан. Фотоснимки и видеосъемка поверхности спутника Сатурна показали, что верхние слои коры – смесь грязи и газового льда. Основными фрагментами грунта являются камни и галька. Ландшафт Титана представляет собой чередование твердых возвышенных участков с низменностями. Во время приземления делались снимки ландшафта, на которых четко отмечались русла рек и береговая линия.
Фото Титана с борта “Гюйгенса”
Титан сегодня и завтра
Чем закончится дальнейшее изучение самого крупного спутника, неизвестно. Предполагается, что созданные в земных лабораториях условия, подобные тем, которые существуют на Титане, прольют свет на версию о возможности существования форм жизни. Полеты космических зондов в эту область космоса пока не планируются. Полученная информация является достаточной для того, чтобы смоделировать Титан в земных условиях. Насколько эти исследования будут полезны, покажет время. Остается только ждать и надеяться на то, что Титан раскроет в дальнейшем свои тайны, давая надежду на свое освоение.