Három nézet a Szaturnusz Titán holdjáról a Cassini űrszondáról. Balra: Természetes szín, három, vörös, zöld és lila fényre érzékeny szűrővel készített képekből készült. Mint az A Titán megjelenik az emberi szem számára. Középen: közeli infravörös kép, amely a felületet mutatja. Jobbra: Hamis színkompozíció egy látható és két infravörös képből. Zöld területek jelennek meg, ahol a Cassini láthatta a felszínt; a piros a Titán sztratoszférájában található területeket jelöli. Letöltve: 2005. április 16. 168 200 és 173 000 km közötti távolságban. Forrás: NASA/JPL

A Voyager 2 fotó a Titánról 1981. augusztus 23-án készült, 2,3 millió km távolságból. A déli félteke világosabbnak tűnik, az Egyenlítőn egy tiszta csík látható, az északi sarkon pedig egy sötét gallér. Mindezek a sávok a Titán légkörében a felhők keringésével kapcsolatosak. Forrás: NASA/JPL

A Föld és a Titán méretének összehasonlítása

.

Ez után a második legnagyobb hold a Naprendszerben. A Titán nagyobb, mint a Merkúr bolygó, de fele olyan tömegű. Ez az egyetlen hold a Naprendszerben, amelynek sűrű légköre van. 10-szer erősebb, mint a Földé, felszíni nyomása pedig 60%-kal nagyobb. Mielőtt a Cassini űrszonda 2004-ben a Szaturnusz körüli pályára érkezett, keveset tudtak a Titán felszínéről, mivel légkörében narancssárga köd volt jelen.

A Titán felfedezése és elnevezése

A Titánt Christian Huygens holland tudós fedezte fel 1655. március 25-én, és ez volt az első távcsővel talált hold a négy galilei hold óta. Huygens egyszerűen felhívta A Szaturnusz holdja. A korabeli szokásoknak megfelelően azonban nem jelentette be felfedezését. Ehelyett anagrammának álcázta a hírt. Ugyanakkor a költő Ovidius „Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris” versét felhasználva. A Huygens által használt teleszkóp lencséjének szélére metsette őket. A dekódolt és lefordított anagramma így szól: "A Hold 16 naponként és 4 óránként megfordul a Szaturnusz körül." Ez az érték nagyon közel áll a Titán keringési periódusának jelenlegi becsléséhez.

John Herschel tudós 1847-es Results of Astronomical Observations Made at the Cape of Good Hope című kiadványában javasolta, hogy a Holdnak a "Titán" nevet adják. A görög mitológiában a titánok Krónusz testvérei voltak, a római Szaturnusz isten görög megfelelője. Ugyanebben a kiadványban Herschel a Szaturnusz hat másik holdját is megnevezte.

A Titán atmoszférája

A Titán körüli légkör lehetőségéről először 1903-ban esett szó. Aztán José Comas Sola spanyol csillagász észrevette, hogy a Titán korongja a középpontjában világosabbnak tűnik, mint a széleinél. A légkör létezését 1944-ben Gerard Kuiper erősítette meg a Chicagói Egyetemen. Megállapította a metán jelenlétét a Titán spektrumában.

További megfigyelések, amelyeket különösen a Voyager szondák segítségével végeztek, amelyek 1980-ban és 1981-ben repültek ezeken a részeken, majd a Cassini-Huygens szondával, azt mutatták, hogy a Titán légköre 98,4%-ban nitrogénből és 1,6%-ban metánból áll, kis mennyiségben. egyéb gázok, köztük különféle szénhidrogének (például etán, diacetilén, metil-acetilén, cianoacetilén, acetilén és propán), argon, szén-dioxid, szén-monoxid, cianogén, hidrogén-cianid és hélium. Ráadásul a Titán az egyetlen a Naprendszerben, amelynek sűrű, nitrogénben gazdag atmoszférája van.

Úgy gondolják, hogy a szénhidrogének a Titán felső légkörében képződnek olyan reakciók következtében, amelyek során a metán ultraibolya fény és kozmikus sugarak hatására bomlik le. Ez a szerves fotokémia narancssárga ködöt hoz létre, amely körülbelül 300 kilométeres (200 mérföld) magasságban a legsűrűbb, és amely látható hullámhosszon eltakarja a felszínt, és jelentős mennyiségű infravörös sugárzást is visszaver az űrbe, ami "anti-üvegházhatást" eredményez.

Hideg világ

A Titán egyike annak a két ismert kozmikus testnek (a másik a Plútó), amelyek felszíni hőmérséklete alacsonyabb (körülbelül 10 K-vel), mint atmoszféra hiányában. A Titán légkörében sokféle szerves anyag található. Ez az egyik oka annak, hogy az asztrobiológusok érdeklődnek a Titán iránt.

Egy ember, aki nappal a Titán felszínén áll, a Föld felszínén elérhető nappali fény fényességének csak ezredét tapasztalná meg. Ez az összehasonlítás nemcsak a légkör vastagságát veszi figyelembe, hanem a Titánnak a Naptól való nagyobb távolságát is. A Titán felszínének fényszintje azonban 350-szer erősebb, mint a Földön a telihold idején.

A Titán légkörében lévő metán mennyisége folyamatosan fogy. Ezért kell lennie valamilyen mechanizmusnak a felületen, amely feltölti azt. Az egyik magyarázat az, hogy a Titán aktív vulkánokkal rendelkezik, amelyek metánt bocsátanak ki.

A Titán felszíne

A Cassini-Huygens szonda 2004. júniusi érkezése előtt a Hubble Űrteleszkóp infravörös megfigyelései a Titán világos és sötét régióinak térképét szolgáltatták, de ezeknek a jellemzőknek a természete bizonytalan maradt. Felmerült, hogy folyékony etánból álló óceánok vagy tavak boríthatják be a Hold felszínének nagy részét, és a folyékony metán esőként hullhat ide. Egy másik modell azt sugallja, hogy a Hubble által észlelt fényes területek vízjégek lehetnek. Alföldön fekszenek, és eltakarják őket szilárd és folyékony szerves molekulák.

A Cassini-Huygens által visszaküldött képeknek és egyéb adatoknak köszönhetően részletesebb és pontosabb kép kezd kialakulni a Titánról. A Titán első átrepülése során a Cassini metánfelhőket és egy óriási becsapódási krátert tárt fel. A legszembetűnőbb jellemző a déli pólus közelében egy fényes gomolyfelhő-régió volt. Átmérője körülbelül 450 kilométer, magassága pedig körülbelül 15 kilométer. Az űrszonda mérései arra utaltak, hogy a felhők valószínűleg szénhidrogénekből álltak, és felszíni jellemzőkkel hozhatók összefüggésbe. A Cassini kimutatta, hogy a felületi fényesség bizonyos változásai körkörösek, míg mások lineárisak. A déli póluson is több koncentrikus objektumot fedeztek fel.

Cassini-Huygens küldetés

A Cassini 2004. október 26-i Titán melletti elrepülése közben készült kilenc képből álló mozaik az eddigi egyik legrészletesebb képet adta a csillagászoknak a holdak teljes korongjáról. A Titán felszíni jellemzői a legfényesebbek a korong közepén, ahol a szonda alatt a legkevesebb légkör volt. Nem találtak látható krátert, ami arra utal, hogy a Hold valószínűleg fiatal felszínnel rendelkezik, amely folyamatosan megújul. A csillagászok még mindig nem biztosak abban, hogy a Titán felszínén lévő mintákat vulkánkitörések okozzák-e. Vagy a sziklák szél, por vagy akár folyékony szénhidrogén folyók általi kiszorításából származnak.

2005. január 14-én a Huygens szonda sikeresen ejtőernyővel ugrott fel a Titán felszínére, és lenyűgöző képeket adott vissza leszállása során és a felszínről is.

Nyítás	1655, Christian Huygens
fél-nagy tengely	1 221 931 km (759 435 mérföld)
átmérő	5151 km (3,201 mérföld), 0,404 × Föld
átlagos sűrűség	1,88 g/cm3
második menekülési sebesség	2,63 km/s (9468 km/h)
átlagos felületi hőmérséklet	körülbelül -179 °C (-290 °F, 94 K)
Orbitális periódus	15 945 nap (15 nap 23 óra)
axiális periódus	15,945 nap (szinkron)
orbitális excentricitás	0,029
orbitális dőlésszög	0,35°
vizuális albedó	0,21

Titán- a Szaturnusz legnagyobb műholdja és a második legnagyobb naprendszer: fotó, méret, tömeg, légkör, név, metán tavak, Cassini kutatás.

A titánok uralták a Földet, és az olimpiai istenek ősei lettek. Ezért a Szaturnusz legnagyobb műholdja a Titán nevet kapta. Méretében a 2. helyet foglalja el a rendszerben, és térfogatban meghaladja a Merkúrt.

A Titán a Szaturnusz egyetlen olyan műholdja, amely sűrű légköri réteggel rendelkezik, ami hosszú ideig megakadályozta a felszíni jellemzők tanulmányozását. Most már bizonyítékunk van a folyadék jelenlétére a felszínen.

A Titan műhold felfedezése és neve

1655-ben Christiaan Huygens észrevett egy műholdat. Ezt a felfedezést Galilei Jupiter melletti leletei ihlették. Ezért az 1650-es években. elkezdte fejleszteni távcsövét. Eleinte egyszerűen a Szaturnusz műholdjának hívták. De később Giovanni Cassini talált még 4-et, így a helyzete alapján nevezték el - Saturn IV.

A modern nevet John Herschel adta 1847-ben. 1907-ben Josel Comas Sola követte a Titán elsötétülését. Ez egy olyan hatás, amikor egy bolygó vagy csillag központi része sokkal fényesebbnek tűnik, mint a széle. Ez volt az első jel, amely légkört észlelt a műholdon. 1944-ben Gerard Kuiper egy spektroszkópiai műszert használt, és metán légkört talált.

A Titan műhold mérete, tömege és pályája

A sugár 2576 km (0,404 a Földé), a Titán műholdjának tömege 1,345 x 10 23 kg (0,0255 a Földé). Az átlagos távolság 1 221 870 km. De a 0,0288 excentricitás és a pályasík 0,378 fokos dőlése oda vezetett, hogy a műhold megközelítette az 1 186 680 km-t, és 1 257 060 km-rel távolodott. A fenti képen a Titán, a Föld és a Hold méretét hasonlítják össze.

Így megtudhatta, hogy a Titán melyik bolygó műholdja.

A Titan 15 napot és 22 órát tölt orbitális repülésen. A keringési és axiális periódus szinkron, ezért gravitációs blokkban található (egyik oldala a bolygó felé fordul).

A Titan műhold összetétele és felszíne

A titán a gravitációs kompresszió miatt sűrűbb. 1,88 g/cm3 értéke a vízjég és a sziklás anyag egyenlő arányára utal. A belső tér 3400 km-en átívelő sziklás maggal rendelkező rétegekre tagolódik. Egy 2005-ös Cassini tanulmány egy felszín alatti óceán lehetséges jelenlétére utalt.

Úgy gondolják, hogy a Titan folyadéka vízből és ammóniából áll, ami lehetővé teszi, hogy még -97°C-os hőmérsékleten is folyékony halmazállapotot tartson fenn.

A felszíni réteg viszonylag fiatalnak tekinthető (100 millió-1 milliárd éves), és simának tűnik, becsapódási kráterekkel. Magassága 150 m-rel változik, de elérheti az 1 km-t is. Úgy gondolják, hogy ezt a geológiai folyamatok befolyásolták. Például a déli oldalon 150 km hosszú, 30 km széles és 1,5 km magas hegység alakult ki. Jeges anyaggal és metánhóréteggel töltve.

A Patera Sotra egy 1000-1500 m magasra nyúló hegység, melynek egyes csúcsai kráterekkel vannak felruházva, és úgy tűnik, hogy fagyott lávafolyamok halmozódtak fel a tövében. Ha vannak aktív vulkánok a Titánon, akkor azokat a radioaktív bomlásból származó energia váltja ki.

Egyesek úgy vélik, hogy ez egy geológiailag halott hely, és a felszín a kráterek becsapódása, a folyadékáramlás és a szélerózió miatt jött létre. Ekkor a metán nem vulkánokból származik, hanem a Hold hideg belsejéből szabadul fel.

A Titán holdjának kráterei közül kiemelkedik a 440 kilométeres, kétzónás Minerva becsapódási medence. Sötét mintájának köszönhetően könnyen megtalálható. Van még Sinlap (60 km) és Xa (30 km). A radaros felmérés során sikerült kráterformákat találni. Köztük van a 90 kilométeres Guabonito gyűrű is.

A tudósok elméleteket fogalmaztak meg a kriovulkánok jelenlétéről, de eddig csak 200 méter hosszú, lávafolyamnak látszó felszíni struktúrák utaltak erre.

A csatornák tektonikus aktivitásra utalhatnak, ami azt jelenti, hogy fiatal képződményeket nézünk. Vagy talán ez egy régi terület. Sötét területeket találhat, amelyek vízjég és szerves vegyületek foltjai, amelyek megjelennek az UV-felvételeken.

A Titan műhold metántavai

A Szaturnusz Titán holdja szénhidrogéntengereivel, metántavaival és egyéb szénhidrogénvegyületeivel hívja fel magára a figyelmet. Sok közülük a sarki területek közelében található. Az egyik területe 15 000 km 2 és mélysége 7 m.

De a legnagyobb a Kraken az Északi-sarkon. Területe 400 000 km 2, mélysége 160 m. Még 1,5 cm magas, 0,7 m/s sebességű kis kapilláris hullámokat is lehetett észlelni.

Itt van a Ligeia-tenger is, amely közelebb található az északi pólushoz. Területe 126 000 km 2. A NASA 2013-ban itt vett észre először egy titokzatos objektumot - a Magic Islandet. Később eltűnik, 2014-ben pedig ismét más formában jelenik meg. Úgy gondolják, hogy ez egy szezonális jellemző, amelyet a növekvő buborékok hoznak létre.

A tavak főként a sarkok közelében koncentrálódnak, de az egyenlítői vonalon is találhatók hasonló képződmények. Összességében az elemzés azt mutatja, hogy a tavak a felszínnek csak néhány százalékát borítják, így a Titán sokkal szárazabb, mint a Föld bolygónk.

A Titan műhold légköre

A Titán eddig az egyetlen olyan műhold a Naprendszerben, amelynek sűrű légköre figyelemreméltó mennyiségű nitrogénnel rendelkezik. Sőt, 1,469 kPa nyomásával még a Föld sűrűségét is meghaladja.

Átlátszatlan homály képviseli, amely blokkolja a bejövő napfényt (a Vénuszra emlékeztet). A Hold gravitációja alacsony, így légköre sokkal nagyobb, mint a Földé. A sztratoszférát nitrogén (98,4%), metán (1,6%) és hidrogén (0,1%-0,2%) tölti ki.

A Titán atmoszférája nyomokban szénhidrogéneket, például etánt, acetilént, diacetilént, propánt és metil-acetilént tartalmaz. Úgy gondolják, hogy a metán UV-sugarak általi lebomlása miatt a felső rétegekben keletkeznek, ami sűrű, narancssárga szmogot hoz létre.

A felszín hőmérséklete eléri a -179,2°C-ot, mert hozzánk képest a Hold a nap hőjének csak 1%-át kapja. Ugyanakkor a jég alacsony nyomással rendelkezik. Ha nem lenne a metán üvegházhatása, a Titán sokkal hűvösebb lenne.

Az üvegházhatást a napfényt visszaverő köd ellensúlyozza. A szimulációk azt mutatták, hogy összetett szerves molekulák jelenhetnek meg a műholdon.

Forró bolygókoronák

Valerij Sematovics csillagász a bolygók gáznemű héjának, a légkörben lévő forró részecskék tanulmányozásáról és a Titán felfedezéseiről:

A Titan műhold lakhatósága

A Titánt probiotikus környezetnek tekintik, amely összetett szerves kémiával rendelkezik, és egy lehetséges felszín alatti óceán folyékony halmazállapotú. A modellek azt mutatják, hogy UV-sugarak hozzáadása ilyen környezetben összetett molekulák és anyagok, például tholinok képződéséhez vezethet. És az energia hozzáadásával akár 5 nukleotid bázis keletkezik.

Sokan úgy vélik, hogy elegendő szerves anyag van a műholdon ahhoz, hogy elindítsa a Földéhez hasonló kémiai evolúciós folyamatot. Ehhez vízre van szükség, de az élet fennmaradhat a felszín alatti óceánban. Vagyis az élet megjelenhet a Szaturnusz műholdján, a Titánon.

Az ilyen formáknak extrém körülmények között is túl kell tudniuk élni. Minden a belső és a felső réteg közötti hőcserétől függ. Nem zárható ki az élet jelenléte a metántavakban.

A hipotézis tesztelésére több modell készült. Az atmoszférikus azt mutatja, hogy a felső rétegben nagy mennyiségű molekuláris hidrogén található, amely a felszínhez közelebb tűnik el. Az alacsony acitelenn szint szénhidrogénfogyasztó szervezetekre is utal.

2015-ben a kutatók még olyan sejtmembránt is létrehoztak, amely folyékony metánban is működhet ilyen holdi körülmények között. De a NASA ezeket a kísérleteket hipotéziseknek tekinti, és inkább az acitelen és a hidrogén szintjére támaszkodik.

Ezenkívül a kísérletek még mindig az életről szóló földi elképzelésekre vonatkoztak, és a Titan más. A műhold sokkal távolabb él a Naptól, és a légkörben nincs szén-monoxid, ami nem teszi lehetővé a szükséges hőmennyiség megtartását.

A Titan műhold feltárása

A Szaturnusz gyűrűi gyakran átfedik a Holdat, így nehéz megtalálni a Titánt speciális szerszámok nélkül. De van egy akadály egy sűrű légköri rétegből, amely megakadályozza, hogy megnézzük a felszínt.

A Pioneer 11 először 1979-ben kereste meg a Titánt fényképek bemutatásával. Megjegyezte, hogy a Hold túl hideg ahhoz, hogy életformákat támogasson. Ezt követte a Voyagers 1 (1980) és 2 (1981), amelyek a sűrűségről, összetételről, hőmérsékletekről és tömegről szolgáltattak információkat.

A fő információtömb a Cassini-Huygens küldetés tanulmányozásából származott, amely 2004-ben érkezett a rendszerhez. A szonda olyan felszíni részleteket és színfoltokat rögzített, amelyek korábban az emberi látás számára hozzáférhetetlenek voltak. Tengereket és tavakat vett észre.

2005-ben a Huysens szonda a felszínre ereszkedett, és közelről rögzítette a felszíni képződményeket.

Képeket is szerzett egy sötét síkságról, amelyek erózióra utaltak. A felszín sokkal sötétebbnek bizonyult, mint azt a tudósok várták.

Az elmúlt években egyre több kérdés merül fel a Titánhoz való visszatéréssel kapcsolatban. 2009-ben megpróbálták népszerűsíteni a TSSM projektet, de ezt megkerülte az EJSM (NASA/ESA), amelynek szondái a Ganymedes és az Europa felé fognak menni.

Tervezték a TiME elkészítését is, de a NASA úgy döntött, hogy célszerűbb és olcsóbb lenne 2016-ban elindítani az InSightot a Marsra.

2010-ben fontolóra vették a JET, egy asztrobiológiai keringő felbocsátásának lehetőségét. 2015-ben pedig egy olyan tengeralattjáró kifejlesztésével álltak elő, amely képes merülni a Kraken-tengerbe. De ez egyelőre a vita szakaszában van.

A Titan műhold gyarmatosítása

Az összes hold közül a Titán tűnik a legjövedelmezőbb célpontnak egy kolónia létrehozására.

A Titán hatalmas mennyiségű elemet tartalmaz, amelyek az élet fenntartásához szükségesek: metán, nitrogén, víz és ammónia. Oxigénné alakíthatók, sőt légkört is létrehozhatnak. A nyomás másfélszer nagyobb, mint a földi, és a sűrű légkör sokkal jobban véd a kozmikus sugaraktól. Természetesen tele van gyúlékony anyagokkal, de egy robbanáshoz hatalmas mennyiségű oxigén kell.

De van egy probléma is. A gravitáció gyengébb, mint a Föld Holdé, ami azt jelenti, hogy az emberi testnek meg kell küzdenie az izomsorvadás és a csontpusztulás ellen.

A -179°C-os fagyot nem könnyű megbirkózni. De a műhold ízletes falat a kutatók számára. Nagy a valószínűsége annak, hogy olyan életformákkal találkozunk, amelyek extrém körülmények között is túlélnek. Talán a gyarmatosításhoz is eljutunk, mert a műhold kiindulópontja lesz a távolabbi objektumok tanulmányozásának, sőt a rendszerből való kilépésnek is. Az alábbiakban a Titán térképe és kiváló minőségű, nagy felbontású fényképek láthatók az űrből.

A Titan műhold felszíni térképe

Kattintson a képre a nagyításhoz

Fényképek a Titan műholdról

A Cassini űrszonda 2017. május 29-én közeledett 2 millió km-es távolságra, hogy fényképen örökítse meg a Titán éjszakai oldalát. Ez a felmérés képes volt kiemelni a Hold kiterjesztett légköri ködjét. A teljes megfigyelési periódus alatt a készülék képes volt különböző szögekből rögzíteni a műholdat, és teljes áttekintést kapni a légkörről. A magaslati ködréteg kék színnel jelenik meg, a fő köd pedig narancssárga. A színkülönbség a részecskeméreten alapulhat. A kéket valószínűleg apró elemek képviselik. A filmezéshez keskeny látószögű kamerát használtak piros, zöld és kék szűrőkkel. Skála – 9 km/pixel. A Cassini program az ESA, a NASA és az Olasz Űrügynökség közös fejlesztése. A csapat a JPL-ben található. A fedélzeten lévő két kamerát is ők készítették. A kapott fényképeket Boulderben (Colorado) dolgozzák fel.

A Titán felszínét fényképeken részletesen megfigyelték a Huygens szonda leszállása során. De ennek ellenére a terület nagy részét a Cassini apparátus ábrázolta. A Titan továbbra is érdekes rejtély marad. Ez a felmérés olyan új területet mutat, amelyet a korábbi megfigyelések nem vettek észre. Ez 4 majdnem egyforma nagylátószögű felvétel összetett képe.

Pásztortársak	· · · ·

A felfedezésre alkalmas földönkívüli világok létezése iránt érdeklődő tudós-rajongók e kategóriája számára a jól ismert mondat: „Van élet a Marson, nincs élet a Marson” ma már nem aktuális. Kiderült, hogy a Naprendszeren belül vannak olyan világok, amelyek ebből a szempontból sokkal érdekesebbek, mint a Vörös Bolygó. Ennek szembetűnő példája a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titán. Kiderült, hogy ez az égitest nagyon hasonlít bolygónkra. A tudósok mai információi lehetővé teszik egy olyan tudományos változat létezését, amely szerint a Titánon, a Szaturnusz műholdján való élet nagyon is valóságos tény.

Miért olyan érdekes a Titán a földlakók számára?

Miután az ember több évtizeden át sikertelenül próbált egy olyan világot találni a Naprendszerünkön belül, amely legalább távolról a Földünkre hasonlított, a Titánnal kapcsolatos információk reményt adtak a tudományos közösségnek. A tudósok már 2005 óta érdeklődnek ez iránt az égitest iránt, amikor is az automatikus Huygens szonda a Naprendszer egyik legnagyobb műholdjának felszínén landolt. A következő 72 percben az űrszonda fedélzeti fotó- és videokamerája továbbította a Földre ennek az objektumnak a felszínéről készült fényképeket és más videóanyagokat erről a távoli világról. A tudósok még a távoli műhold műszeres vizsgálatára szánt ilyen korlátozott idő alatt is kimerítő mennyiségű információhoz jutottak.

A Titán felszínére való leszállást a Szaturnusz és holdjainak tanulmányozását célzó nemzetközi Cassini-Huygens program részeként hajtották végre. Az 1997-ben elindított Cassini automatikus bolygóközi állomás az ESA és a NASA közös fejlesztése a Szaturnusz és a bolygó környező régiójának részletes tanulmányozására. Hét évnyi repülés után a Naprendszer kiterjedésein az állomás szállította a Huygens űrszondát a Titánnak. Ez az egyedülálló eszköz a NASA és az olasz űrügynökség közös munkájának gyümölcse, amelynek csapata nagy reményeket fűzött ehhez a repüléshez.

Felbecsülhetetlen értékűnek bizonyultak azok az eredmények, amelyeket a tudósok a működő Cassini állomásról és a Huygens szondáról szereztek. Annak ellenére, hogy a távoli műhold a földlakók szeme előtt hatalmas, csendes jégbirodalomként jelent meg, az objektum felszínének későbbi részletes tanulmányozása megváltoztatta a Titán elképzelését. A Huygens szonda segítségével készült felvételeken a legapróbb részletekben is ki lehetett venni a Szaturnusz műholdjának felszínét, amely főleg szilárd vízjégből és szerves jellegű üledékes rétegekből állt. Kiderült, hogy a távoli műhold sűrű és áthatolhatatlan atmoszférája majdnem ugyanolyan összetételű, mint a földi levegő-gáz héj.

Később a Titan újabb komoly bónuszt adott a tudósoknak. A földönkívüli tér kutatásának és tanulmányozásának történetében először találtak ugyanolyan természetű folyékony anyagot a Földön kívül, mint a Földön létezésének első éveiben. Az égitest domborművét hatalmas óceán, számos tó és tenger egészíti ki. Mindez okot ad a feltételezésre, hogy egy olyan égitesttel van dolgunk, amely egy újabb életoázis lehet naprendszerünkben. A Szaturnusz műhold atmoszférájának és folyékony közegének összetételét vizsgáló tanulmányok kimutatták az élőlények életéhez szükséges hasznos anyagok jelenlétét. Feltételezhető, hogy ha az égitest tanulmányozása során bizonyos feltételek teljesülnek, élő szervezeteket fedezhetnek fel a Titánon.

Ebben a tekintetben a Szaturnusz legnagyobb műholdjának későbbi tanulmányozása válik relevánssá. Nagy a valószínűsége annak, hogy a Mars mellett a Titán az emberi civilizáció második kozmikus otthonává válhat.

A Titán akadémiai megértése

A Titán mérete lehetővé teszi, hogy versenyezzen a Naprendszer bolygóival. Ennek az égitestnek az átmérője 5152 km, ami nagyobb, mint a Merkúr (4879 km), és valamivel kisebb, mint a Mars (6779 km). A Titán tömege 1,3452·1023 kg, ami 45-ször kisebb bolygónk tömegénél. Tömegét tekintve a Szaturnusz műholdja a második a Naprendszerben, gyengébb a Jupiter Ganymedes műholdjánál.

Lenyűgöző mérete és súlya ellenére a Titan alacsony sűrűségű, mindössze 1,8798 g/cm³. Összehasonlításképpen a Szaturnusz szülőbolygó sűrűsége mindössze 687 k/m3. A tudósok gyenge gravitációs teret fedeztek fel a műholdon. A Titán felszínén a gravitációs erő 7-szer gyengébb, mint a földi paraméterek, és a szabadesés gyorsulása megegyezik a Holdéval - 1,88 m/s2 versus 1,62 m/s2.

Jellemző tulajdonsága a Titán térbeli helyzete. A Szaturnusz legnagyobb műholdja elliptikus pályán kering anyabolygója körül 5,5 km/s sebességgel, a Szaturnusz gyűrűinek tartományán kívül. A Titán és a Szaturnusz felszíne közötti átlagos távolság 1,222 millió km. Ez az egész rendszer 1 milliárd 427 millió km távolságra található a Naptól, ami 9,5-szer nagyobb, mint a központi testünk és a Föld távolsága.

Műholdunkhoz hasonlóan a „Szaturnusz Holdja” mindig az egyik oldalával felé fordul. Ezt a műhold saját tengelye körüli forgásának szinkronizálása okozza a Titán anyabolygó körüli forradalmának időszakával. Legnagyobb műholdja 15 földi nap alatt hajt végre egy teljes fordulatot a Szaturnusz körül. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a Szaturnusz és műholdjai meglehetősen nagy dőlésszöggel rendelkeznek a forgástengely és az ekliptika tengely között, a Titán felszínén évszakok vannak. A Szaturnusz holdján minden 7,5 földi évben a nyár átadja helyét a hideg téli időszaknak. Csillagászati ​​megfigyelések szerint ma ősz van a Titánnak a Szaturnusz felé néző oldalán. Hamarosan a műhold elbújik a napsugarak elől az anyabolygó mögé, és a Titanic őszt hosszú és heves tél váltja fel.

A műhold felszínén a hőmérséklet mínusz 140-180 Celsius-fok között változik. A Huygens űrszondától kapott adatok érdekes tényt tártak fel. A poláris és az egyenlítői hőmérsékletek közötti különbség mindössze 3 fok. Ezt a sűrű légkör jelenléte magyarázza, amely megakadályozza, hogy a napsugarak elérjék a Titán felszínét. A légkör nagy sűrűsége ellenére az alacsony hőmérséklet miatt nincs folyékony csapadék a Titánon. Télen a műhold felületét etánból, vízgőzrészecskékből és ammóniából álló hó borítja. Ez csak egy töredéke annak, amit a Titánról tudunk. A Szaturnusz legnagyobb holdjáról szóló érdekes tények szó szerint minden területet érintenek, a csillagászattól, a klimatológiától és a glaciológiától a mikrobiológiáig.

Titán teljes dicsőségében

Egészen a közelmúltig a legtöbb információ a Szaturnusz holdjáról a Voyager űrszondától kapott vizuális megfigyeléseken alapult, amely 1980-ban 7000 km-es távolságból elrepült mellette. A Hubble-teleszkóp kissé fellebbentette a titok leplet erről az űrobjektumról. Nem lehetett képet alkotni a műhold felszínéről annak sűrű atmoszférája miatt, amely sűrűségében és vastagságában a második a vénuszi és a földi levegő-gáz burok mögött.

A 2004-es Cassini küldetés segített eltávolítani a ködfátylat, amely ezen az égitesten uralkodott. Az eszköz négy évig a Szaturnusz pályáján állt, és sorozatosan fényképezte műholdait és a Titánt is. A Cassini szonda kutatását infraszűrős kamerával és speciális radarral végezték. A fényképek különböző szögekből készültek a műhold felszínétől 900-2000 km távolságra.

A Titán tanulmányozásának csúcspontja a Szaturnusz holdjának felfedezőjéről elnevezett Huygens szonda leszállása volt a felszínén. Az eszköz a Titán légkörének sűrű rétegeibe bejutva ejtőernyővel ereszkedett le 2,5 órán keresztül. Ez idő alatt a szonda berendezései a műhold légkörének összetételét tanulmányozták, és 150, 70, 30, 15 és 10 kilométeres magasságból fényképezték le a felszínét. Hosszas ereszkedés után az űrszonda a Titán felszínén landolt, 0,2-0,5 méterrel a koszos jégbe temetve magát. Leszállás után Huygens alig több mint egy órán át dolgozott, és a Cassini űrszondán keresztül közvetlenül a műhold felszínéről juttatott el sok hasznos információt a Földre. A Cassini űrszondáról és a Huygens szondáról készült képeknek köszönhetően egy kutatócsoport összeállította a Titán térképét. Ezen túlmenően a tudósok most részletes információkkal rendelkeztek a légköréről, a felszíni éghajlatról és a domborzati jellemzőkről.

Műholdas légkör

A Titánnal kapcsolatos helyzetben a tudósoknak a Naprendszer égitesteinek tanulmányozása és kutatása során először volt lehetőségük részletesen tanulmányozni a légkört. Ahogy az várható volt, a Szaturnusz műholdja sűrű és jól fejlett légkörrel rendelkezik, amely nemcsak sok tekintetben hasonlít a Föld gáznemű burkára, hanem tömegében is meghaladja azt.

A Titán légköri rétegének vastagsága 400 km volt. A légkör minden rétegének saját összetétele és koncentrációja van. A gáz összetétele a következő:

• 98,6% levelek nitrogén-N;
• a légkör 1,6%-a metán;
• kis mennyiségű etán, acetilénvegyületek, propán, szén-dioxid és szén-monoxid, hélium és cianogén.

A műhold atmoszférájában a metán koncentrációja 30 km-es magasságból kiindulva csökkenés irányába változik. Ahogy közeledünk a műhold felszínéhez, a metán mennyisége 95%-ra csökken, de az etán koncentrációja 4-4,5%-ra nő.

A Titán műhold lég-gáz rétegének jellegzetes tulajdonsága az üvegházhatást gátló hatása. A szénhidrogén szerves molekulák jelenléte a légkör alsó rétegeiben semlegesíti a hatalmas metánkoncentráció által keltett üvegházhatást. Ennek eredményeként az égitest felülete egyenletesen lehűl a szénhidrogének jelenléte miatt. Ugyanezek a folyamatok és a Szaturnusz gravitációs tere határozzák meg a Titán légkörének keringését. Ez a kép hozzájárul az aktív éghajlati folyamatok kialakulásához a Szaturnusz műholdjának légkörében.

Meg kell jegyezni, hogy a műhold légköre folyamatosan fogy. Ennek oka az erős mágneses tér hiánya az égitestben, amely nem képes megtartani a levegő-gáz héjat, amely a napszél és a Szaturnusz gravitációs erőinek állandó hatása alatt áll. Ma a gyűrűs óriás műholdjának légköri nyomása 1,5 atm. Ez változatlanul befolyásolja az időjárási viszonyokat, amelyek a Titán légkörében lévő gázok koncentrációjától függően változnak.

Az időjárás megteremtésének fő feladatát a Titánon a sűrű felhők végzik, amelyek a szárazföldi légtömegekkel ellentétben szerves vegyületekből állnak. Ezek a légköri képződmények jelentik a csapadék forrását a Szaturnusz legnagyobb holdján. Az alacsony hőmérséklet miatt az égitest légköre száraz. A legmagasabb felhőkoncentrációt a sarki régiókban találták. Az alacsony hőmérséklet miatt a légkör páratartalma rendkívül alacsony, ezért a Titánon a csapadék metánjégkristályok és nitrogén-, etán- és ammóniavegyületekből álló fagy.

A Titán felszíne és szerkezete

A Szaturnusz holdjának nemcsak érdekes légköre van. Felszíne geológiai szempontból rendkívül érdekes objektum. Vastag metántakaró alatt a Huygens űrszonda lencséi és kamerái egész kontinenseket fedeztek fel, amelyeket számos tó és tenger választ el egymástól. Csakúgy, mint a Földön, a kontinenseken is rengeteg sziklás és hegyvidéki képződmény, valamint mély hasadékok és mélyedések találhatók. Helyüket hatalmas síkságok és völgyek veszik át. Az égitest egyenlítői részén a szénhidrogén-részecskék és a vízjég hatalmas dűnéket alkottak. Feltételezik, hogy a Huygens űrszonda ezen dűnék egyikében landolt.

A folyékony szerkezet jelenléte teljes hasonlóságot ad egy élő bolygóhoz. A Titánon folyókat fedeztek fel, amelyeknek forrásai, kanyargós csatornái és deltái vannak – olyan helyek, ahol a patakok a tengeri medencékbe ömlenek. A képekről készült adatok szerint a Titán egyes folyóinak csatornahossza meghaladja az 1000 km-t. A Titán szinte teljes folyékony tömege tengeri medencékben és tavakban koncentrálódik, amelyek lenyűgöző területet foglalnak el - az égitest teljes felületének 30-40% -át.

A műhold felszínén nagy mennyiségű folyadék felhalmozódásának bizonyítéka hatalmas fényes folt volt, ami hosszú ideig megzavarta a csillagászokat. Később bebizonyosodott, hogy a Titán világos területe egy hatalmas folyékony szénhidrogén-tó, amelyet Kraken-tengernek neveznek. Ez a képzeletbeli víztömeg területe nagyobb, mint a Föld legnagyobb tava - a Kaszpi-tenger. Egy másik hasonlóan érdekes objektum a Ligean-tenger - a folyékony metán és etán legnagyobb természetes tározója.

A Cassini űrszonda munkájának köszönhetően pontos információkhoz jutottak a Titán tengereinek és tavainak folyékony környezetének összetételéről. Fényképekből és számítógépes modellezésből származó adatok felhasználásával földi körülmények között határozták meg a Titán folyadék összetételét:

• az etán 76-80%;
• propán a Titán tengereiben és tavaiban 6-7%;
• A metán 5-10%-ot tesz ki.

A fagyasztott gázok formájában megjelenő fő elemek mellett a folyadék hidrogén-cianidot, butánt, butént és acetilént is tartalmaz. A Titánon a víz fő felhalmozódása kissé eltér a szárazföldi formától. A műhold felszínén hatalmas vízből és ammóniából álló túlhevített jéglerakódásokat fedeztek fel. Feltételezik, hogy a felszín alatt hatalmas természetes tározók lehetnek, amelyek folyékony vízzel vannak megtöltve, amelyben ammónia oldott. Ebből a szempontból a műhold belső szerkezete is érdekes.

Manapság különféle változatokat terjesztenek elő a Titan belső felépítéséről. Mint minden földi bolygónak, ennek is szilárd magja van, nem vas-nikkel, mint a Naprendszer első négy bolygóján, hanem egy kő. Átmérője hozzávetőlegesen 3400-3500 km. Aztán kezdődik a móka. A Földtől eltérően, ahol a köpeny a mag után kezdődik, a Titánon ez a tér sűrű, összenyomott vízjég és metán-hidrát rétegekkel van tele. Valószínűleg folyékony réteg van az egyes rétegek között. Hidegsége és sziklás természete ellenére azonban a műhold aktív fázisban van, és tektonikus folyamatok figyelhetők meg rajta. Ezt elősegítik az árapály-erők, amelyeket a Szaturnusz gigantikus gravitációja okoz.

A Titan lehetséges jövője

Az elmúlt évtizedben végzett kutatások alapján az emberiség egy egyedülálló tárggyal foglalkozik a Naprendszerben. Kiderült, hogy a Titán a Föld mellett az egyetlen olyan égitest, amelyre mindhárom tevékenységtípus jellemző. A Szaturnusz műholdján állandó geológiai tevékenység nyomai figyelhetők meg, ami megerősíti élő tektonikus tevékenységét.

Érdekes a Titán felszínének természete is. Szerkezete, összetétele és domborzata arra utal, hogy a Szaturnusz műholdjának felszíne állandó mozgásban van. Itt is, akárcsak a Földön, a szél és a csapadék hatására talajerózió lép fel, a kőzetek mállnak és üledék rakódik le.

A műhold légkörének összetétele és a benne lezajló keringési folyamatok alakították a Titán klímáját. Mindezek a jelek arra utalnak, hogy bizonyos körülmények között élet létezhet a Titánon. Ez természetesen a földi élőlényektől eltérő életforma lesz, de már a létezése is óriási felfedezés lesz az emberiség számára.

Ha bármilyen kérdése van, tegye fel őket a cikk alatti megjegyzésekben. Mi vagy látogatóink szívesen válaszolunk rájuk

Kezdjük az esőkkel. Megállapítást nyert, hogy a Titán felhői szerves vegyületekből állnak - bikarbonátokból, amelyeket főként metán és kisebb mennyiségben etán képvisel. Propán és ammónia kis mennyiségben van jelen**, acetilén, valamint vízjég. A felhők metán és etán eső forrásai**. A legtöbb felhő a Titán északi és déli sarkvidékein koncentrálódik. Északon ez általában összefüggő felhők zónája, amely a Titánt „takaróval” borítja az északi szélesség 62°-ig.

Ezenkívül a tudósok bizonyítékot szereztek a metán, etán és propán „földalatti” tározóinak létezésére, amelyek gejzírek és táplálékfolyók formájában jutnak a felszínre. A Titán folyói és tengerei is a következőkből állnakmetán és etán.
Így a Titánon folyamatosan zajlik az anyagok körforgása: gáz és folyadék kitörése a mélyből, csapadék eső vagy hó formájában, anyag ülepedése és párolgása. Ez a folyamat hasonló a Földön zajlóhoz, csak bolygónkon a víz vesz részt a ciklusban, a Titánon pedig a szénhidrogének. Ez igaz, Vizet is fedeztek fel a Titánon, méghozzá nagy mennyiségben - vízjég lerakódások és úgynevezett „kriovulkáni” túlhevített jég vagy folyékony víz és ammónia keveréke formájában. Az Arizonai Egyetem és a Nantes-i Egyetem tudósai szerint a Titán felszíne alatt folyékony víz óceánja lehet, amelyben ammónia oldott.
E A Titán felszínének egy másik jellemzője, amely közelebb hozza a Földhöz, a kiterjesztett vonalak és lineáris zónák, amelyek különböző típusú domborzatú területeket határolnak el, amelyek gyakran metszik egymást.
A szakértők szerint ezek a bolygó kérgének hibái, amely víz és szénhidrogén jég keverékéből áll. Ezenkívül a Titán felszínén egy olyan szerkezetet fedeztek fel, amely nagyon hasonlít egy 30 km átmérőjű vulkánhoz, amelyből lávafolyamok ömlöttek - jég vagy folyékony víz és ammónia keveréke, egy vulkáni kaldera, amelynek átmérője kb. 180 km, vulkáni kalderák20-30 km átmérőjű és több mint 200 km hosszú jég vagy folyékony víz és ammónia keveréke lávafolyamai.
Így Titán -minden tekintetben aktív bolygó , amelyre jellemző:
- légköri keringés, amely a felhők képződésében és szállításában, csapadékban (eső, esetleg hó) és időjárási változásokban nyilvánul meg;
- endogén (mély) tevékenység, amely hibák kialakulásában és kriolit vulkanizmusban nyilvánul meg,
- exogén (felszíni) tevékenység, amely a kőzetek mállásában és üledékképződésben nyilvánul meg.
Jelenleg a három felsorolt ​​tevékenységtípus egyidejűleg csak a Földön és a Titánon figyelhető meg.

A Naprendszer többi bolygójához hasonlóan több (megbízhatóan két - Xa és Sinlap) 40-80 km átmérőjű meteoritkrátert és egy körülbelül 450 km átmérőjű óriási gyűrűs szerkezetet, Circus Maximum vagy Mernva fedeztek fel. Titán. Úgy tűnik, ez egy ősi meteoritkráter - egy gyűrű alakú hegyláncokkal határolt vízgyűjtő, amely akkor jött létre, amikor egy több tíz kilométeres aszteroida vagy üstökös ütközött a Titánnal. A Titán felszínén talált meteoritkráterek kis száma jelzi felszínének fiatal korát, amely jelenleg is kialakul.

A Titán lakott?

Első pillantásra úgy tűnhet, hogy a Titán felszínén uralkodó -180°C-os hőmérséklet nem engedi, hogy az ember gondoljon az életre ezen a bolygón. De ez a földiek véleménye, akik megszokták, hogy az ő szempontjukból kényelmesebb körülmények között éljenek. „Nem, ilyen hidegben lehetetlen az élet” – mondaná valószínűleg 99,9%-unk.
De vajon az? Hiszen a természetben semmi sem történik véletlenül. Bármely lakható világon az eső valószínűleg öntözi a földet, és betölti a folyókat; folyók, tavak és tengerek - folyadékforrásként és élőhelyként szolgálnak a tengeri életmódot folytató szervezetek számára. A síkságok és a hegyek különböző szárazföldi élőlények élőhelyei kell, hogy legyenek.
Ismeretes, hogy a Földön minden élőlény főként vízből áll. A víztartalom a különböző szervezetekben 50-75% (szárazföldi növények), 60-65% (szárazföldi gerincesek), 80-99% (halak és tengeri állatok és növények). Mi van akkor, ha a Titán lakói, ha természetesen léteznek, szintén 50 vagy 99%-ban folyékony metánból vagy etánból, a maradék 50 vagy 1%-ban pedig valamilyen anyagból állnak, amely ilyen alacsony hőmérsékletet is kibír? Hogy ebben az esetben szilárd, például szilíciumból készült csontvázuk van-e, vagy olyan gélszerű lényekről van szó, mint a medúza (mellesleg a Földön a medúzák nitrogént használnak táplálékul), nem ismert. Bárhogy is legyen, a Titánon több mint elég szerves anyag található ahhoz, hogy szervezeteket és táplálékot építsenek számukra. Ez azt jelenti, hogy az élet fejlődésének előfeltételei megvannak. Nos, mi van magával az élettel?
Egy dolog világos: ha létezik élet a Titánon, az kétségtelenül más élet lesz, amellyel nehéz lesz kapcsolatba lépni.

Őszinte köszönetemet fejezem ki a NASA-nak és az ECA-nak a fényképek felhasználási lehetőségéért

Sok tudós munkája megerősíti az élet létezésének lehetőségét a Titánon. Christopher McKay a NASA Ames Kutatóközpontjától, Heather Smith a Strasbourgi Nemzetközi Űregyetemtől, Dirk Schulze-Makuha a Washingtoni Állami Egyetemtől, David Grinspoon a Denveri Természettudományi Múzeumtól és néhány más kutató úgy véli, hogy a Titán légkörének ilyen magas metántartalma nem véletlen. Valójában a bolygó felszínét elérő napsugaraknak a metánmolekulákat kellene elpusztítaniuk, és ennek folyamatos utánpótlása nélkül 10-20 millió éven belül a Titánon jelen lévő összes légköri metánt meg kellene semmisíteni. Ennek a gáznak a lehetséges forrása a Titánon fellépő vulkáni tevékenység és az ott élő élet lehet. Az élet létezésének lehetőségét a Titánon megerősíteni látszik a légkör alsó részének hidrogéntartalmának csökkenése. Christopher McKay szerint ez annak köszönhető, hogy élő szervezetek fogyasztják.

Majdnem 5 évvel e cikk megírása után új adatok érkeztek, amelyek meggyőzően bizonyítják az élet létezését a Titánon. Olvass róla a hírekben

Olvas az új munkám is"Élet a Titánon. Írd őt körül?"

Arra kérek mindenkit, hogy vitassa tovább ezt az anyagot az oldalakon

Sokáig azt hitték, hogy kék bolygónk az egyetlen hely a Naprendszerben, ahol megvannak a feltételek az életformák létezéséhez. Valójában kiderült, hogy a közeli űr nem is olyan élettelen. Ma már nyugodtan kijelenthetjük, hogy a földiek hatókörében vannak olyan világok, amelyek sok tekintetben hasonlítanak szülőbolygónkhoz. Ezt a Jupiter és a Szaturnusz gázóriások környezetének tanulmányozása során nyert érdekes tények bizonyítják. Természetesen nincsenek tiszta és tiszta vizű folyók vagy tavak, és a fű sem zöldell a végtelen síkságon, de bizonyos feltételek mellett az emberiség elkezdheti kifejleszteni őket. Az egyik ilyen objektum a Naprendszerben a Titán, a Szaturnusz legnagyobb műholdja.

A Szaturnusz legnagyobb holdjának ábrázolása

A Titán manapság aggasztja és foglalkoztatja a csillagásztársadalmat, bár egészen a közelmúltban különösebb lelkesedés nélkül néztük meg ezt az égitestet, akárcsak a Naprendszer többi hasonló objektumát. Csak a bolygóközi űrszondák repüléseinek köszönhetően fedezték fel, hogy ezen az égitesten folyékony anyag található. Kiderül, hogy nem messze tőlünk van egy világ tengerekkel és óceánokkal, szilárd felülettel, sűrű légkörbe burkolózva, szerkezetében nagyon emlékeztet a föld léghéjára. A Szaturnusz holdjának mérete is lenyűgöző. Átmérője 5152 km, 273 km-rel. több, mint a Merkúré, a Naprendszer első bolygójáé.

Korábban azt hitték, hogy a Titán átmérője 5550 km. A Voyager 1 űrszonda és a Cassini-Huygens szondaküldetés repüléseinek köszönhetően korunkban pontosabb adatok születtek a műhold méretéről. Az első berendezés sűrű légkört tudott érzékelni a műholdon, a Cassini-expedíció pedig lehetővé tette a levegő-gáz héj vastagságának mérését, amely több mint 400 km.

A Titán tömege 1,3452·10²³ kg. Ebben a mutatóban gyengébb a Merkúrnál, valamint a sűrűségben. A távoli égitest sűrűsége alacsony - mindössze 1,8798 g/cm³. Ezek az adatok arra utalnak, hogy a Szaturnusz műholdjának szerkezete jelentősen eltér a földi bolygókétól, amelyek egy nagyságrenddel tömegesebbek és nehezebbek. A Szaturnusz rendszerben a legnagyobb égitest, tömege a gázóriás többi 61 ismert holdjának tömegének 95%-a.

A legnagyobb Titán elhelyezkedése is kényelmes. 1 221 870 km sugarú pályán fut 5,57 km/s sebességgel, és a Szaturnusz gyűrűin kívül található. Ennek az égitestnek a pályája szinte kör alakú, és a Szaturnusz egyenlítőjével egy síkban van. A Titán keringési ideje anyabolygója körül csaknem 16 nap. Ráadásul ebből a szempontból a Titán megegyezik a mi Holdunkkal, amely a tulajdonosával szinkronban forog saját tengelye körül. A műhold mindig egyik oldalával az anyabolygó felé van fordítva. A Szaturnusz legnagyobb holdjának keringési jellemzői biztosítják, hogy az évszakok változnak rajta, de a rendszernek a Naptól való jelentős távolsága miatt az évszakok a Titánon meglehetősen hosszúak. A Titan utolsó nyári szezonja 2009-ben ért véget.

Méretében és tömegében hasonló a Naprendszer másik két legnagyobb műholdjához - a Ganümédészhez és a Kallistóhoz. Az ilyen nagy méretek az égitestek eredetének bolygóelméletét jelzik. Ezt igazolja a műhold felszíne is, amelyen aktív vulkáni tevékenység nyomai láthatók, ami a szárazföldi bolygókra jellemző.

Először készült fotó a Szaturnusz műholdjának felszínéről a Huygens szondával, amely 2005. január 14-én biztonságosan landolt ennek az égi objektumnak a felszínén. Már egy gyors pillantás a fényképekre minden okot adott arra, hogy azt higgyük, egy új, titokzatos világ nyílik meg a földiek előtt, amely a maga kozmikus életét éli. Ez nem a Hold, élettelen és elhagyatott. Ez a vulkánok és metántavak világa. Úgy tartják, hogy a felszín alatt hatalmas óceán található, amely valószínűleg folyékony ammóniából vagy vízből áll.

Huygens leszállás

A Titán felfedezésének története

Galilei volt az első, aki kitalálta a Szaturnusz holdjainak létezését. Az ilyen távoli objektumok megfigyelésének technikai képessége nélkül Galilei megjósolta létezésüket. Csak a Huygens, akinek már volt egy nagy teljesítményű távcsője, amely képes volt 50-szeres nagyításra, a Szaturnusz kutatásába. Neki sikerült felfedeznie egy ekkora égitestet, amely egy gyűrűs gázóriás körül forog. Ez az esemény 1655-ben történt.

Az új égitest nevére azonban még várni kellett. Kezdetben a tudósok megállapodtak abban, hogy a felfedezett égitestet felfedezője tiszteletére nevezik el. Miután az olasz Cassini felfedezte a gázóriás további műholdait, megegyeztek a Szaturnusz-rendszer új égitesteinek számozásában.

Ezt az ötletet nem folytatták, mivel később más objektumokat fedeztek fel a Szaturnusz közelében.

A ma használt jelölést az angol John Herschel javasolta. Megállapodás született arról, hogy a legnagyobb műholdaknak mitológiai neveket kell viselniük. Méretének köszönhetően a Titan az első helyen szerepelt ezen a listán. A Szaturnusz fennmaradó hét nagy műholdja a titánok nevével egybehangzó neveket kapott.

A Titán hangulata és jellemzői

A Naprendszer égitestei közül talán a Titán rendelkezik a legkülönösebb légburokkal. A műhold légköre sűrű felhőrétegnek bizonyult, amely hosszú ideig megakadályozta a vizuális hozzáférést az égitest felszínéhez. A levegő-gáz réteg sűrűsége olyan nagy, hogy a Titán felszínén a légköri nyomás 1,6-szor nagyobb, mint a földi paraméterek. A Föld légköréhez képest a Titán légköre jelentős vastagságú.

A titán atmoszféra fő összetevője a nitrogén, amelynek aránya 98,4%. Körülbelül 1,6%-a argonból és metánból származik, amelyek főleg a légburok felső rétegeiben találhatók. Űrszondák segítségével további gáznemű vegyületeket fedeztek fel a légkörben:

• acetilén;
• metil-acetilén;
• diacetilén;
• etán;
• propán;
• szén-dioxid.

Cianid, hélium és szén-monoxid kis mennyiségben van jelen. A Titán légkörében nem találtak szabad oxigént.

A műhold levegő-gáz burkának ilyen nagy sűrűsége ellenére az erős mágneses mező hiánya tükröződik a légkör felszíni rétegeinek állapotában. A légkör felső rétegei napszélnek és kozmikus sugárzásnak vannak kitéve. A nitrogén (N) ezen tényezők hatására reagál, és számos érdekes nitrogéntartalmú vegyületet képez. A legtöbb vegyület a műhold felszínén telepszik meg, enyhén narancssárga árnyalatot adva. A metánnal kapcsolatos történet is érdekes. Összetétele a Titán légkörében stabil, bár külső hatások miatt ez a könnyű gáz már régen elpárologhatott.

A műhold légkörét rétegről rétegre nézve érdekes részletre lehet figyelni. A Titan léghéja magasságban feszített, és egyértelműen két rétegre oszlik - a felszínhez közeli és a nagy magasságban. A troposzféra 35 km-es magasságban kezdődik. és 50 km-es magasságban tropopauzával végződik. Folyamatosan alacsony a hőmérséklet -170 ⁰ C. Továbbá a magassággal a hőmérséklet -120 Celsius fokra csökken. A Titán ionoszférája 1000-1200 km magasságban kezdődik.

Feltételezik, hogy a Titán légkörének ilyen összetétele az aktív vulkáni múltnak köszönhető. Az ammóniagőzzel telített, kozmikus ultraibolya sugárzás hatására nitrogénre és hidrogénre bomló levegőrétegek, valamint egyéb összetevők fizikai-kémiai reakciók következményei. Mivel nehezebb, a nitrogén elsüllyedt, és a titán légkör fő alkotóeleme lett. A hidrogén a műhold gyenge gravitációs ereje miatt elpárolgott a világűrbe.

A Titán légkörének rétegei és kémiai összetételének kölcsönhatása az égitest mágneses mezőjével hozzájárul ahhoz, hogy a műhold saját klímával rendelkezik. A Titán évszakai úgy változnak, mint a Föld évszakai. Abban az időben, amikor a műhold egyik oldala a Nap felé néz, a Titán belemerül a nyárba. Légkörében viharok és hurrikánok tombolnak. A napfény által felmelegített levegőrétegek állandó konvekcióban vannak, erős szeleket és jelentős felhőtömeg-mozgásokat generálva. 30 km-es magasságban a szél sebessége eléri a 30 m/s-t. Minél magasabb, annál intenzívebb és erősebb a légtömegek turbulenciája. A Földdel ellentétben a Titán felhőtömegei a sarki régiókban koncentrálódnak.

A felső légkörben a metán koncentrációja magyarázza az üvegházhatás miatti hőmérséklet-emelkedést a műhold felszínén. A szerves molekulák jelenléte a légtömegekben azonban lehetővé teszi az ultraibolya fény szabad behatolását mindkét irányban, lehűtve a titánkéreg felületi rétegét. A felület hőmérséklete -180⁰С. A pólusok és az egyenlítői hőmérsékletek közötti különbség jelentéktelen - mindössze 3 fok.

A magas nyomás és az alacsony hőmérséklet hatására a műhold légkörében lévő vízmolekulák teljesen elpárolognak (kifagynak).

A műhold felépítése: a külső héjtól a magig

Az ekkora égitest felépítésével kapcsolatos feltételezések és sejtések főként földi optikai megfigyelések adatain alapultak. A Titán sűrű légköre arra a hipotézisre késztette a tudósokat, hogy a műhold gázösszetétele hasonló az anyabolygó összetételéhez. A Pioneer 11 és a Voyager 2 űrszondák repülései után azonban világossá vált, hogy szilárd és stabil szerkezetű égitesttel van dolgunk.

Ma úgy tartják, hogy a Titánnak a Földéhez hasonló kérge van. A mag átmérője hozzávetőlegesen 3400 km, ami több mint a fele az égitest átmérőjének. A mag és a kéreg között összetételében eltérő jégréteg található. Valószínű, hogy bizonyos mélységekben a jég folyékony szerkezetté alakul. A Cassini űrszondáról készített felvételek összehasonlítása két év eltéréssel a műhold felszíni rétegének elmozdulását jelezte. Ez az információ okot adott a tudósoknak azt hinni, hogy a műhold felülete folyékony rétegen nyugszik, amely vízből és oldott ammóniából áll. A kéreg elmozdulását a gravitációs erők és a légköri keringés kölcsönhatása okozza.

A Titán összetétele jég és szilikát kőzetek egyenlő arányú keveréke, ami nagyon hasonlít Ganymedes és Triton belső szerkezetére. A sűrű léghéj jelenléte miatt azonban a műhold szerkezetének megvannak a maga különbségei és sajátosságai.

A távoli műhold főbb jellemzői

A Titán légkörének jelenléte önmagában egyedivé és érdekessé teszi a további tanulmányozás számára. A másik dolog az, hogy a Szaturnusz távoli műholdjának fő fénypontja a nagy mennyiségű folyadék jelenléte rajta. Ezt a meghibásodott bolygót tavak és tengerek jellemzik, amelyekben víz helyett metán és etán hullámai fröccsennek. A műhold felszínén űrjég halmozódott fel, ami a víznek és az ammóniának köszönhető.

A Titán felszínén folyékony anyag létezését egy hatalmas medence fényképei igazolták, amely nagyobb terület, mint a Kaszpi-tenger. A folyékony szénhidrogének hatalmas tengerét Kraken-tengernek hívják. Összetételét tekintve a cseppfolyósított gázok: etán, propán és metán hatalmas természetes tározója. Egy másik nagy folyadékfelhalmozódás a Titánon a Ligeia-tenger. A tavak nagy része a Titán északi féltekén összpontosul, ami nagymértékben növeli a távoli égitest visszaverő képességét. A Cassini küldetés után világossá vált, hogy a felszínt 30-40%-ban természetes tengerekben és tavakban összegyűjtött folyékony anyag borítja.

Az ilyen hatalmas mennyiségű metán és etán, amelyek fagyott állapotban vannak, hozzájárul bizonyos életformák kialakulásához. Nem, ezek nem ismerős szárazföldi szervezetek, de ilyen körülmények között létezhetnek élő szervezetek a Titánon. A műholdon elegendő komponens és vegyi anyag található az organizmusok kialakulásához és későbbi létezéséhez.

A modern titánkutatás idővonala

Az egész a Pioneer 11 amerikai szonda szerény küldetésével kezdődött, amelynek 1979-ben sikerült eljuttatnia a tudósokhoz az első képeket egy távoli műholdról. A Pioneer testülettől kapott információk sokáig nem érdekelték az asztrofizikusokat. A Szaturnusz külterületeinek tanulmányozása azután történt, hogy a Voyagers látogatást tett a Naprendszer ezen régiójában, és részletesebb képeket készítettek a műholdról, amelyeket 5000 km távolságból készítettek. A tudósok pontosabb adatokat szereztek ennek az óriásnak a méretéről, és megerősítették a műhold sűrű légkörének létezésére vonatkozó verziót.

Az úttörő repülése

A Hubble Űrteleszkóp által készített infravörös felvételek információt szolgáltattak a tudósoknak a műhold légkörének összetételéről. A bolygókorongon először azonosítottak világos és sötét területeket, amelyek természete ismeretlen maradt. Először született olyan elmélet, amely szerint a Titán felszínét helyenként jég borítja, ami növeli az égitest visszaverő képességét.

A kutatás sikerét a Cassini automatikus bolygóközi állomástól kapott információk hoztak. Az 1997-ben indított Cassini küldetés az ESA átfogó fejlesztése a NASA-nál. A Szaturnusz került a kutatások középpontjába, de műholdait sem hagyták figyelmen kívül. Tehát a Titán tanulmányozásához a repülési program tartalmazta a Huygens szonda leszállásának szakaszát a Szaturnusz holdjának felszínén. Ennek az eszköznek, amelyet a NASA szakemberei és az olasz űrügynökség erőfeszítései hoztak létre, amelynek csapata úgy döntött, hogy dicsőséges honfitársuk, Giovanni Cassini évfordulóját ünnepli, a Titán felszínére kellett volna szállnia.

Cassini a Szaturnusz pályáján

A Cassini 4 évig folytatta munkáját a Szaturnusz környékén. Ezalatt az űrszonda húsz alkalommal repült a Titán közelében, folyamatosan új adatokat kapott a műholdról és annak viselkedéséről. A Huygens szonda egyetlen leszállása a Titánon, 2007. március 14-én, az egész küldetés nagy sikerének számít. Ennek ellenére, tekintettel a Cassini állomás műszaki adottságaira és nagy lehetőségeire, úgy döntöttek, hogy 2017-ig folytatják a Szaturnusz és holdjai kutatását.

A Cassini-repülés és a Huygens leszállása átfogó tájékoztatást adott a tudósoknak arról, hogy mi is valójában a Titan. A Szaturnusz holdjának felszínéről készült fényképek és videók azt mutatták, hogy a földkéreg felső rétegei szennyeződés és gázjég keveréke. A fő talajtöredékek kövek és kavicsok. A Titán tája zord hegyvidékek és síkságok váltakozása. A partraszállás során fényképek készültek a tájról, amelyeken jól láthatóak voltak a folyómedrek és a partvonalak.

Fénykép a Titanról a Huygenstől

Titan ma és holnap

Nem ismert, hogyan végződik a legnagyobb műhold további tanulmányozása. Várhatóan a Titánhoz hasonló, földi laboratóriumokban teremtett körülmények fényt derítenek az életformák létezésének lehetőségére. Az űrszondák ebbe a régiójába történő repülését még nem tervezik. A kapott információ elegendő a Titán földi körülmények közötti szimulálásához. Az idő megmutatja, mennyire lesznek hasznosak ezek a tanulmányok. Csak várni és remélni lehet, hogy a Titan a jövőben felfedi titkait, reményt adva a fejlődésére.