Trys Saturno palydovo Titano vaizdai iš erdvėlaivio Cassini. Kairėje: natūrali spalva, sukurta iš vaizdų, darytų naudojant tris filtrus, jautrius raudonai, žaliai ir violetinei šviesai. Šitaip Titanas pasirodys žmogaus akiai. Centras: beveik infraraudonųjų spindulių vaizdas, rodantis paviršių. Dešinėje: klaidingų spalvų kompozicija iš vieno matomo vaizdo ir dviejų infraraudonųjų spindulių. Atsiranda žalios zonos, kur Cassini galėjo matyti paviršių; raudona žymi sritis, esančias Titano stratosferoje. Gauta 2005 m. balandžio 16 d., esant atstumams nuo 168 200 iki 173 000 km. Šaltinis: NASA/JPL

„Voyager 2“ Titano nuotrauka, daryta 1981 m. rugpjūčio 23 d., iš 2,3 mln. km atstumo. Pietinis pusrutulis atrodo šviesesnis, ties pusiauju matoma aiški juostelė, o šiaurės ašigalyje – tamsi apykaklė. Visos šios juostos yra susijusios su debesų cirkuliacija Titano atmosferoje. Šaltinis: NASA/JPL

Žemės ir Titano dydžių palyginimas

.

Tai antras pagal dydį mėnulis Saulės sistemoje po. Titanas yra didesnis už Merkurijaus planetą, bet perpus masyvesnis. Tai vienintelis Saulės sistemos mėnulis, turintis tankią atmosferą. Jis yra 10 kartų galingesnis nei Žemės, o paviršiaus slėgis yra 60% didesnis. Prieš Cassini erdvėlaiviui atvykstant į orbitą aplink Saturną 2004 m., apie Titano paviršių buvo mažai žinoma, nes jo atmosferoje tvyrojo oranžinė migla.

Titano atradimas ir įvardijimas

Titaną 1655 m. kovo 25 d. atrado olandų mokslininkas Christianas Huygensas ir tai buvo pirmasis teleskopu rastas mėnulis nuo keturių Galilėjos palydovų. Huygensas jam tiesiog paskambino Saturno mėnulis. Tačiau, laikydamasis to meto papročio, apie savo atradimą jis nepranešė. Vietoj to, jis užmaskavo naujienas kaip anagramą. Kartu panaudojant poeto Ovidijaus eilėraštį „Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris“. Jis išgraviravo juos aplink teleskopo objektyvo, kurį naudojo Huygensas, kraštą. Iššifruota ir išversta anagrama rašoma: „Mėnulis aplink Saturną apsisuka kas 16 dienų ir 4 valandas“. Ši vertė yra labai artima dabartiniam Titano orbitos periodo įvertinimui.

Mokslininkas Johnas Herschelis savo 1847 m. leidinyje „Gerosios Vilties kyšulio astronominių stebėjimų rezultatai“ pasiūlė mėnuliui suteikti pavadinimą „Titanas“. Graikų mitologijoje titanai buvo Krono, graikiško romėnų dievo Saturno atitikmens, broliai. Tame pačiame leidinyje Herschelis pavadino dar šešis Saturno palydovus.

Titano atmosfera

Atmosferos aplink Titaną galimybė pirmą kartą buvo aptarta 1903 m. Tada ispanų astronomas José Comas Sola pastebėjo, kad Titano diskas centre atrodo ryškesnis nei jo kraštai. Atmosferos egzistavimą 1944 metais patvirtino Gerardas Kuiperis iš Čikagos universiteto. Jis nustatė metano buvimą Titano spektre.

Tolesni stebėjimai, ypač atlikti naudojant Voyager zondus, kurie tose dalyse skrido 1980 ir 1981 m., o vėliau ir Cassini-Huygens zondu, parodė, kad Titano atmosferą sudaro 98,4 % azoto ir 1,6 % metano, o nedideli kiekiai. kitų dujų, įskaitant įvairius angliavandenilius (tokius kaip etanas, diacetilenas, metilacetilenas, cianoacetilenas, acetilenas ir propanas), argonas, anglies dioksidas, anglies monoksidas, cianogenas, vandenilio cianidas ir helis. Be to, Titanas yra vienintelis Saulės sistemoje, turintis tankią atmosferą, kurioje gausu azoto.

Manoma, kad angliavandeniliai susidaro Titano viršutinėje atmosferoje dėl reakcijų, kurių metu suyra metanas, veikiant ultravioletinei šviesai ir kosminiams spinduliams. Ši organinė fotochemija sukuria oranžinę miglą, tankiausią maždaug 300 kilometrų (200 mylių) aukštyje, kuri užstoja paviršių esant matomiems bangų ilgiams ir taip pat atspindi didelius infraraudonosios spinduliuotės kiekius į kosmosą, todėl susidaro „anti-šiltnamio efektas“.

Šaltas pasaulis

Titanas yra vienas iš dviejų žinomų kosminių kūnų (kitas yra Plutonas), kurio paviršiaus temperatūra yra žemesnė (maždaug 10 K) nei būtų, jei nebūtų atmosferos. Titano atmosferoje yra daug įvairių organinių medžiagų. Tai viena iš priežasčių, kodėl astrobiologai domisi Titanu.

Dieną ant Titano paviršiaus stovintis žmogus patirtų tik vieną tūkstantąją Žemės paviršiaus dienos šviesos ryškumo. Šiame palyginime atsižvelgiama ne tik į atmosferos storį, bet ir į didesnį Titano atstumą nuo Saulės. Tačiau šviesos lygis Titano paviršiuje yra 350 kartų ryškesnis nei šviesa Žemėje per pilnatį.

Metano kiekis Titano atmosferoje turi nuolat mažėti. Todėl paviršiuje turi būti koks nors mechanizmas, kuris jį papildo. Vienas iš paaiškinimų yra tas, kad Titane yra aktyvūs ugnikalniai, kurie išskiria metaną.

Titano paviršius

Prieš atvykstant Cassini-Huygens zondui 2004 m. birželio mėn., Hablo kosminio teleskopo infraraudonųjų spindulių stebėjimai suteikė šviesių ir tamsių Titano regionų žemėlapį, tačiau šių savybių pobūdis liko neaiškus. Buvo manoma, kad skysto etano vandenynai ar ežerai gali padengti didelę Mėnulio paviršiaus dalį, o skystas metanas čia gali iškristi kaip lietus. Kitas modelis rodo, kad šviesūs Hablo pastebėti regionai gali būti vandens ledas. Jie yra žemumose ir yra uždengti kietų ir skystų organinių molekulių.

Išsamesnis ir tikslesnis Titano vaizdas pradeda atsirasti dėl vaizdų ir kitų duomenų, kuriuos atsiuntė Cassini-Huygens. Per pirmąjį savo skrydį pro Titaną Cassini atskleidė metano debesis ir milžinišką smūginį kraterį. Labiausiai pastebimas bruožas buvo ryškus kamuolinių debesų regionas netoli pietų ašigalio. Jo skersmuo yra apie 450 kilometrų, o aukštis - apie 15 kilometrų. Erdvėlaivio matavimai rodo, kad debesys greičiausiai buvo sudaryti iš angliavandenilių ir gali būti susiję su paviršiaus ypatybėmis. Cassini parodė, kad kai kurie paviršiaus ryškumo pokyčiai buvo apskriti, o kiti - linijiniai. Pietų ašigalyje taip pat buvo aptikta keletas koncentrinių objektų.

Cassini-Huygens misija

Devynių vaizdų mozaika, daryta 2004 m. spalio 26 d., kai Cassini praskrido pro Titaną, astronomams suteikė vieną detaliausių iki šiol pilno mėnulio disko vaizdų. Titano paviršiaus ypatybės yra ryškiausios disko centre, kur po juo zondas turėjo mažiausiai atmosferos. Nerasta jokių matomų kraterių, o tai rodo, kad Mėnulis greičiausiai turi jauną paviršių, kuris nuolat atnaujinamas. Astronomai vis dar nėra tikri, ar Titano paviršiaus raštus sukėlė ugnikalnių išsiveržimai. Arba jie atsiranda dėl uolienų išstūmimo vėjui, dulkėms ar net skystų angliavandenilių upėms.

2005 m. sausio 14 d. zondas „Huygens“ sėkmingai nusileido parašiutu į Titano paviršių, grįždamas stulbinančius vaizdus tiek nusileidimo metu, tiek nuo paviršiaus.

atidarymas	1655 m., Christian Huygens
pusiau pagrindinė ašis	1 221 931 km (759 435 mylių)
skersmuo	5151 km (3201 mylia), 0,404 × Žemė
vidutinis tankis	1,88 g/cm3
antrasis pabėgimo greitis	2,63 km/s (9 468 km/h)
vidutinė paviršiaus temperatūra	apie -179 °C (-290 °F, 94 K)
orbitinis laikotarpis	15 945 dienos (15 dienų 23 valandos)
ašinis laikotarpis	15 945 dienos (sinchroninis)
orbitos ekscentriškumas	0,029
orbitos polinkis	0,35°
vizualinis albedas	0,21

Titanas- didžiausias Saturno palydovas ir antra pagal dydį Saulės sistema: nuotrauka, dydis, masė, atmosfera, pavadinimas, metano ežerai, Cassini tyrimai.

Titanai valdė Žemę ir tapo olimpinių dievų protėviais. Štai kodėl didžiausias Saturno palydovas buvo pavadintas Titanu. Pagal dydį sistemoje jis užima 2 vietą ir tūriu lenkia Merkurijų.

Titanas yra vienintelis Saturno palydovas, turintis tankų atmosferos sluoksnį, kuris ilgą laiką neleido tyrinėti paviršiaus ypatybių. Dabar turime įrodymų, kad paviršiuje yra skysčio.

Titano palydovo atradimas ir pavadinimas

1655 metais Christiaan Huygens pastebėjo palydovą. Šį atradimą įkvėpė Galilėjaus radiniai netoli Jupiterio. Todėl 1650 m. jis pradėjo kurti savo teleskopą. Iš pradžių jis buvo vadinamas tiesiog Saturno palydovu. Tačiau vėliau Giovanni Cassini suras dar 4, todėl jis buvo vadinamas savo padėtimi - Saturnas IV.

Šiuolaikinį pavadinimą jai suteikė Johnas Herschelis 1847 m. 1907 m. Joselis Comas Sola stebėjo Titano tamsėjimą. Tai efektas, kai centrinė planetos ar žvaigždės dalis atrodo daug ryškesnė už kraštą. Tai buvo pirmasis signalas, aptikęs atmosferą palydove. 1944 metais Gerardas Kuiperis panaudojo spektroskopinį instrumentą ir rado metano atmosferą.

Titano palydovo dydis, masė ir orbita

Spindulys yra 2576 km (0,404 Žemės), o Titano palydovo masė yra 1,345 x 10 23 kg (0,0255 Žemės). Vidutinis atstumas yra 1 221 870 km. Tačiau 0,0288 ekscentricitetas ir 0,378 laipsnių orbitos plokštumos pokrypis lėmė, kad palydovas priartėjo prie 1 186 680 km ir nutolsta 1 257 060 km. Viršuje yra nuotrauka, kurioje lyginamas Titano, Žemės ir Mėnulio dydis.

Taip sužinojote, kurios planetos Titanas yra palydovas.

Titanas orbitiniame skrydyje praleidžia 15 dienų ir 22 valandas. Orbitinis ir ašinis periodai yra sinchroniški, todėl yra gravitaciniame bloke (viena pusė pasukta į planetą).

Palydovo Titano sudėtis ir paviršius

Titanas yra tankesnis dėl gravitacinio suspaudimo. Jo vertė 1,88 g/cm3 rodo vienodą vandens ledo ir uolinės medžiagos santykį. Interjeras suskirstytas į sluoksnius su uolėta šerdimi, apimančia 3400 km. 2005 m. atliktas Cassini tyrimas užsiminė apie galimą požeminio vandenyno buvimą.

Manoma, kad Titano skystis susideda iš vandens ir amoniako, kas leidžia išlaikyti skystą būseną net esant -97°C temperatūrai.

Paviršinis sluoksnis laikomas palyginti jaunu (100–1 milijardo metų senumo) ir atrodo lygus su smūginiais krateriais. Aukštis svyruoja 150 m, bet gali siekti 1 km. Manoma, kad tam įtakos turėjo geologiniai procesai. Pavyzdžiui, pietinėje pusėje susidarė kalnų grandinė, kurios ilgis – 150 km, plotis – 30 km, aukštis – 1,5 km. Užpildyta ledine medžiaga ir metano sniego sluoksniu.

Patera Sotra – kalnų grandinė, besidriekianti iki 1000-1500 m aukščio, kai kurios viršūnės nusėtas krateriais ir atrodo, kad papėdėje susikaupė užšalę lavos srautai. Jei Titane yra aktyvių ugnikalnių, juos sukelia radioaktyvaus skilimo energija.

Kai kas mano, kad tai geologiškai mirusi vieta, o paviršius susidarė dėl kraterio smūgių, skysčių srautų ir vėjo erozijos. Tada metanas ateina ne iš ugnikalnių, o išsiskiria iš šalto mėnulio vidaus.

Tarp Titano mėnulio kraterių išsiskiria 440 kilometrų dviejų zonų Minervos smūgio baseinas. Jį lengva rasti dėl tamsaus rašto. Taip pat yra Sinlap (60 km) ir Xa (30 km). Radariniu tyrimu pavyko rasti kraterio formas. Tarp jų – 90 kilometrų ilgio Guabonito žiedas.

Mokslininkai iškėlė teorijas apie kriovulkanų buvimą, tačiau iki šiol apie tai užsiminė tik 200 m ilgio paviršiaus struktūros, kurios atrodo kaip lavos srautai.

Kanalai gali užsiminti apie tektoninį aktyvumą, o tai reiškia, kad žiūrime į jaunus darinius. O gal tai sena vietovė. Galite rasti tamsių sričių, kuriose yra vandens ledo ir organinių junginių dėmės, kurios matomos UV vaizduose.

Titano palydovo metano ežerai

Saturno palydovas Titanas patraukia dėmesį angliavandenilių jūromis, metano ežerais ir kitais angliavandenių junginiais. Daugelis jų yra netoli poliarinių zonų. Vienas užima 15 000 km 2 plotą ir 7 m gylį.

Tačiau didžiausias yra Krakenas Šiaurės ašigalyje. Plotas – 400 000 km 2, gylis – 160 m. Netgi buvo galima pastebėti mažas kapiliarines bangas, kurių aukštis – 1,5 cm, o greitis – 0,7 m/s.

Taip pat yra Ligėjos jūra, esanti arčiau šiaurės ašigalio. Plotas užima 126 000 km 2. Būtent čia 2013 metais NASA pirmą kartą pastebėjo paslaptingą objektą – Magiškąją salą. Vėliau ji išnyks, o 2014 metais vėl atsiras kitokia forma. Manoma, kad tai sezoninis bruožas, kurį sukuria kylantys burbuliukai.

Ežerai daugiausia telkiasi prie ašigalių, tačiau panašių darinių aptinkama ir pusiaujo linijoje. Apskritai analizė rodo, kad ežerai dengia tik kelis procentus paviršiaus, todėl Titanas yra daug sausesnis nei mūsų planeta Žemė.

Palydovo Titano atmosfera

Titanas kol kas yra vienintelis Saulės sistemos palydovas, turintis tankią atmosferą su dideliu azoto kiekiu. Be to, jis net viršija žemės tankį su 1,469 kPa slėgiu.

Atstovauja nepermatoma migla, kuri blokuoja įeinančią saulės šviesą (primena Venerą). Mėnulio gravitacija yra maža, todėl jo atmosfera yra daug didesnė nei Žemės. Stratosfera užpildyta azotu (98,4%), metanu (1,6%) ir vandeniliu (0,1%-0,2%).

Titano atmosferoje yra angliavandenilių, tokių kaip etanas, acetilenas, diacetilenas, propanas ir metilacetilenas, pėdsakų. Manoma, kad jie susidaro viršutiniuose sluoksniuose dėl UV spindulių irimo metanui, dėl kurio susidaro tirštas oranžinės spalvos smogas.

Paviršiaus temperatūra siekia -179,2°C, nes, palyginti su mumis, Mėnulis gauna tik 1% saulės šilumos. Tuo pačiu metu ledas yra aprūpintas žemu slėgiu. Jei ne metano šiltnamio efektas, Titanas būtų daug vėsesnis.

Šiltnamio efektą neutralizuoja saulės šviesą atspindintis rūkas. Modeliavimas parodė, kad palydove gali atsirasti sudėtingų organinių molekulių.

Karštos planetos vainikėliai

Astronomas Valerijus Šematovičius tyrinėja dujinius planetų apvalkalus, karštas daleles atmosferoje ir atradimus Titane:

Titano palydovo tinkamumas gyventi

Titanas suvokiamas kaip probiotinė aplinka, turinti sudėtingą organinę chemiją ir galimą požeminį vandenyną skystoje būsenoje. Modeliai rodo, kad tokioje aplinkoje pridėjus UV spindulių gali susidaryti sudėtingos molekulės ir tokios medžiagos kaip tolinai. O pridedant energijos susidaro net 5 nukleotidų bazės.

Daugelis mano, kad palydove yra pakankamai organinės medžiagos, kad suaktyvėtų cheminės evoliucijos procesas, panašus į Žemės. Tam reikia vandens, tačiau požeminiame vandenyne gyvybė gali išlikti. Tai yra, gyvybė gali atsirasti Saturno palydove Titane.

Tokios formos turi sugebėti išgyventi ekstremaliomis sąlygomis. Viskas priklauso nuo šilumos mainų tarp vidinio ir viršutinio sluoksnių. Negalima atmesti gyvybės buvimo metano ežeruose.

Hipotezei patikrinti buvo sukurti keli modeliai. Atmosferinis rodo, kad viršutiniame sluoksnyje yra didelis kiekis molekulinio vandenilio, kuris išnyksta arčiau paviršiaus. Mažas aciteleno kiekis taip pat rodo angliavandenilius vartojančius organizmus.

2015 m. mokslininkai netgi sukūrė ląstelės membraną, kuri tokiomis mėnulio sąlygomis galėtų veikti skystame metane. Tačiau NASA šiuos eksperimentus laiko hipotezėmis ir labiau remiasi aciteleno ir vandenilio lygiais.

Be to, eksperimentai vis dar buvo susiję su žemiškomis idėjomis apie gyvenimą, o Titanas yra kitoks. Palydovas gyvena daug toliau nuo Saulės, o atmosferoje nėra anglies monoksido, kuris neleidžia išlaikyti reikiamo šilumos kiekio.

Titano palydovo tyrinėjimas

Saturno žiedai dažnai persidengia su mėnuliu, todėl Titaną sunku rasti be specialių įrankių. Bet tada yra kliūtis nuo tankaus atmosferos sluoksnio, kuris neleidžia mums matyti paviršiaus.

„Pioneer 11“ pirmą kartą priartėjo prie „Titano“ 1979 m., pristatydamas nuotraukas. Jis pažymėjo, kad mėnulis buvo per šaltas, kad palaikytų gyvybės formas. Po to sekė Voyagers 1 (1980) ir 2 (1981), kuriuose buvo pateikta informacija apie tankį, sudėtį, temperatūrą ir masę.

Pagrindinis informacijos masyvas buvo gautas tiriant Cassini-Huygens misiją, kuri į sistemą atvyko 2004 m. Zondas užfiksavo paviršiaus detales ir spalvines dėmes, kurios anksčiau buvo neprieinamos žmogaus regėjimui. Jis pastebėjo jūras ir ežerus.

2005 metais zondas Huysens nusileido į paviršių, iš arti užfiksuodamas paviršiaus darinius.

Jis taip pat gavo tamsios lygumos vaizdų, kuriuose buvo užuomina apie eroziją. Paviršius pasirodė daug tamsesnis, nei tikėjosi mokslininkai.

Pastaraisiais metais vis dažniau kyla klausimų apie grįžimą į Titaną. 2009 m. jie bandė reklamuoti TSSM projektą, tačiau jį aplenkė EJSM (NASA/ESA), kurio zondai keliaus į Ganimedą ir Europą.

Jie taip pat planavo atlikti „TiME“, tačiau NASA nusprendė, kad „InSight“ būtų tikslingiau ir pigiau paleisti į Marsą 2016 m.

2010 metais buvo svarstoma galimybė paleisti astrobiologijos orbitą JET. O 2015 metais jie sugalvojo sukurti povandeninį laivą, kuris galėtų pasinerti į Krakeno jūrą. Tačiau kol kas visa tai yra diskusijų stadijoje.

Titano palydovo kolonizacija

Atrodo, kad tarp visų mėnulių Titanas yra pelningiausias taikinys kuriant koloniją.

Titane yra didžiulis kiekis elementų, reikalingų gyvybei palaikyti: metano, azoto, vandens ir amoniako. Jie gali virsti deguonimi ir netgi sukurti atmosferą. Slėgis yra 1,5 karto didesnis nei Žemės, o tanki atmosfera daug geriau apsaugo nuo kosminių spindulių. Žinoma, jis užpildytas degiomis medžiagomis, tačiau sprogimui reikia didžiulio deguonies kiekio.

Tačiau yra ir problema. Gravitacija yra prastesnė nei Žemės Mėnulio, o tai reiškia, kad žmogaus kūnas turės kovoti su raumenų atrofija ir kaulų sunaikinimu.

Nelengva susidoroti su -179°C šalčiu. Tačiau palydovas yra skanus kąsnelis tyrinėtojams. Didelė tikimybė susidurti su gyvybės formomis, kurios gali išgyventi ekstremaliomis sąlygomis. Galbūt prieisime ir prie kolonizacijos, nes palydovas taps atspirties tašku tolimesnių objektų tyrinėjimui ir net išėjimui iš sistemos. Žemiau yra Titano žemėlapis ir aukštos kokybės, didelės raiškos nuotraukos iš kosmoso.

Palydovo Titano paviršiaus žemėlapis

Spustelėkite paveikslėlį, kad jį padidintumėte

Titano palydovo nuotraukos

Erdvėlaivis Cassini 2017 metų gegužės 29 dieną priartėjo prie 2 milijonų km atstumo, kad įamžintų naktinę Titano pusę nuotraukoje. Šis tyrimas parodė išplėstą Mėnulio atmosferos ūką. Per visą stebėjimo laikotarpį įrenginys sugebėjo užfiksuoti palydovą įvairiais kampais ir gauti pilną atmosferos vaizdą. Didelio aukščio rūko sluoksnis rodomas mėlyna spalva, o pagrindinė migla yra oranžinė. Spalvų skirtumas gali priklausyti nuo dalelių dydžio. Mėlyną greičiausiai vaizduoja maži elementai. Filmavimui naudota siauro kampo kamera su raudonos, žalios ir mėlynos spalvos filtrais. Mastelis – 9 km pikseliui. „Cassini“ programa yra bendra ESA, NASA ir Italijos kosmoso agentūros plėtra. Komanda įsikūrusi JPL. Jų sukurtos ir dvi laive esančios kameros. Gautos nuotraukos apdorojamos Boulder mieste (Koloradas).

Titano paviršius buvo detaliai stebimas nuotraukose nusileidžiant zondui Huygens. Tačiau vis tiek didžioji dalis teritorijos buvo vaizduojama Cassini aparatu. Titanas vis dar išlieka įdomia paslaptimi. Šis tyrimas parodo naują teritoriją, kuri nebuvo pažymėta ankstesniuose stebėjimuose. Tai sudėtinis 4 beveik identiškų plačiakampių kadrų vaizdas.

Piemens kompanionai	· · · ·

Tai mokslininkų entuziastų kategorijai, kuri domisi nežemiškų pasaulių, tinkamų tyrinėti, egzistavimu, gerai žinoma frazė: „Ar Marse yra gyvybė, ar Marse nėra gyvybės“ šiandien nustojo aktuali. Paaiškėjo, kad Saulės sistemoje yra pasaulių, kurie šiuo aspektu yra daug įdomesni nei Raudonoji planeta. Ryškus to pavyzdys yra didžiausias Saturno palydovas Titanas. Paaiškėjo, kad šis dangaus kūnas labai panašus į mūsų planetą. Informacija, kurią šiandien turi mokslininkai, leidžia egzistuoti mokslinė versija, kad gyvybė Titane, Saturno palydove, yra labai tikras faktas.

Kodėl Titanas toks įdomus žemiečiams?

Po to, kai žmogus dešimtmečius nesėkmingai bandė mūsų Saulės sistemoje rasti pasaulį, kuris bent iš tolo būtų panašus į mūsų Žemę, informacija apie Titaną suteikė vilties mokslo bendruomenei. Mokslininkai šiuo dangaus kūnu susidomėjo nuo 2005 metų, kai automatinis zondas Huygens nusileido ant vieno didžiausių Saulės sistemos palydovų paviršiaus. Per kitas 72 minutes erdvėlaivio borto foto ir vaizdo kamera į Žemę perdavė šio objekto paviršiaus nuotraukas ir kitą vaizdo medžiagą apie šį tolimą pasaulį. Net ir per tokį ribotą laiką, skirtą instrumentiniams tolimojo palydovo tyrimams, mokslininkai sugebėjo gauti labai daug informacijos.

Nusileidimas ant Titano paviršiaus buvo atliktas pagal tarptautinę Cassini-Huygens programą, skirtą Saturno ir jo palydovų tyrinėjimui. Cassini automatinė tarpplanetinė stotis, paleista dar 1997 m., yra bendra ESA ir NASA plėtra, skirta išsamiam Saturno ir aplinkinio šios planetos regiono tyrimui. Po 7 metų skrydžio per Saulės sistemos platybes stotis į Titaną pristatė kosminį zondą Huygens. Šis unikalus įrenginys yra bendro NASA ir Italijos kosmoso agentūros, kurios komanda dėjo daug vilčių į šį skrydį, darbo rezultatas.

Rezultatai, kuriuos mokslininkai gavo iš veikiančios Cassini stoties ir iš Huygens zondo, pasirodė neįkainojami. Nepaisant to, kad tolimas palydovas žemiečių akyse pasirodė kaip didžiulė tyli ledo karalystė, vėliau atliktas išsamus objekto paviršiaus tyrimas pakeitė Titano idėją. Vaizduose, gautuose naudojant zondą Huygens, buvo galima iki smulkiausių detalių išskirti Saturno palydovo paviršių, kurį daugiausia sudarė kietas vandens ledas ir organinės prigimties nuosėdiniai sluoksniai. Paaiškėjo, kad toli esančio palydovo tanki ir nepralaidi atmosfera turi beveik tokią pačią sudėtį kaip ir žemės oro-dujų apvalkalas.

Vėliau Titanas suteikė mokslininkams dar vieną rimtą premiją. Pirmą kartą nežemiškos erdvės tyrinėjimų ir studijų istorijoje už Žemės ribų buvo rasta tokios pat prigimties skystoji medžiaga, kokia buvo Žemėje pirmaisiais jos egzistavimo metais. Dangaus kūno reljefą papildo didžiulis vandenynas, daugybė ežerų ir jūrų. Visa tai leidžia manyti, kad susiduriame su dangaus kūnu, kuris galėtų būti dar viena gyvybės oazė mūsų saulės sistemoje. Saturno palydovo atmosferos ir skystos terpės sudėties tyrimai atskleidė naudingų medžiagų, reikalingų organizmų gyvenimui, buvimą. Daroma prielaida, kad jei bus įvykdytos tam tikros sąlygos tiriant šį dangaus kūną, Titane gali būti aptikti gyvi organizmai.

Šiuo atžvilgiu aktualus tampa tolesnis didžiausio Saturno palydovo tyrimas. Didelė tikimybė, kad kartu su Marsu Titanas gali tapti antraisiais kosminiais žmogaus civilizacijos namais.

Akademinis Titano supratimas

Titano dydis leidžia jam konkuruoti su Saulės sistemos planetomis. Šio dangaus kūno skersmuo yra 5152 km, tai yra didesnis nei Merkurijaus skersmuo (4879 km) ir šiek tiek mažesnis nei Marso (6779 km). Titano masė yra 1,3452·1023 kg, tai yra 45 kartus mažiau nei mūsų planetos masė. Pagal masę Saturno palydovas yra antrasis Saulės sistemoje, prastesnis už Jupiterio palydovą Ganimedą.

Nepaisant įspūdingo dydžio ir svorio, Titan yra mažo tankio, tik 1,8798 g/cm³. Palyginimui, pradinės planetos Saturno tankis yra tik 687 k/m3. Mokslininkai palydove aptiko silpną gravitacinį lauką. Gravitacijos jėga Titano paviršiuje 7 kartus silpnesnė už antžeminius parametrus, o laisvojo kritimo pagreitis toks pat kaip Mėnulyje – 1,88 m/s2 prieš 1,62 m/s2.

Būdingas bruožas yra Titano padėtis erdvėje. Didžiausias Saturno palydovas sukasi aplink savo motininę planetą elipsės formos orbita 5,5 km/s greičiu, būdamas už Saturno žiedų srities. Vidutinis atstumas nuo Titano iki Saturno paviršiaus yra 1,222 mln. Visa ši sistema yra 1 milijardo 427 milijonų km atstumu nuo Saulės, o tai yra 9,5 karto didesnis nei atstumas tarp mūsų centrinio kūno ir Žemės.

Kaip ir mūsų palydovas, „Saturno mėnulis“ visada yra pasuktas į jį viena puse. Tai sukelia palydovo sukimosi aplink savo ašį sinchroniškumas su Titano revoliucijos aplink motininę planetą laikotarpiu. Didžiausias jo palydovas visą apsisukimą aplink Saturną užbaigia per 15 Žemės dienų. Dėl to, kad Saturnas ir jo palydovai turi gana didelį sukimosi ašies pasvirimo kampą į ekliptikos ašį, Titano paviršiuje yra metų laikai. Kas 7,5 Žemės metų Saturno mėnulyje vasara užleidžia vietą šaltam žiemos periodui. Remiantis astronominiais stebėjimais, šiandien Titano pusėje, nukreiptoje į Saturną, ruduo. Netrukus palydovas nuo saulės spindulių pasislėps už motinos planetos ir Titaniko rudenį pakeis ilga ir nuožmi žiema.

Temperatūra ant palydovo paviršiaus svyruoja tarp minus 140-180 laipsnių Celsijaus. Duomenys, gauti iš kosminio zondo Huygens, atskleidė įdomų faktą. Poliarinės ir pusiaujo temperatūros skirtumas yra tik 3 laipsniai. Tai paaiškinama tankios atmosferos buvimu, kuri neleidžia saulės spinduliams pasiekti Titano paviršiaus. Nepaisant didelio atmosferos tankio, dėl žemos temperatūros Titane nėra skystų kritulių. Žiemą palydovo paviršius padengtas sniegu iš etano, vandens garų dalelių ir amoniako. Tai tik maža dalis to, ką žinome apie Titaną. Įdomūs faktai apie didžiausią Saturno mėnulį liečia pažodžiui bet kurią sritį – nuo ​​astronomijos, klimatologijos ir glaciologijos iki mikrobiologijos.

Titanas visoje savo šlovėje

Dar visai neseniai didžioji dalis informacijos apie Saturno mėnulį rėmėsi vizualiniais stebėjimais, gautais iš kosminio zondo „Voyager“, kuris 1980 metais praskriejo pro jį 7000 km atstumu. Hablo teleskopas šiek tiek pakėlė paslapties šydą apie šį kosminį objektą. Neįmanoma susidaryti supratimo apie palydovo paviršių dėl tankios atmosferos, kuri tankiu ir storiu nusileidžia tik Veneros ir antžeminiam oro-dujų apvalkalui.

Cassini misija 2004 metais padėjo nuimti virš šio dangaus kūno viešpatavusią rūko šydą. Ketverius metus prietaisas buvo Saturno orbitoje, nuosekliai fotografuodamas jo palydovus ir Titaną. Cassini zondo tyrimai buvo atlikti naudojant kamerą su infraraudonųjų spindulių filtru ir specialiu radaru. Nuotraukos darytos skirtingais kampais 900-2000 km atstumu nuo palydovo paviršiaus.

Titano tyrimo kulminacija buvo zondo Huygens nusileidimas ant jo paviršiaus, pavadintas Saturno mėnulio atradėjo vardu. Įrenginys, patekęs į tankius Titano atmosferos sluoksnius, nusileido parašiutu 2,5 valandos. Per tą laiką zondo įranga ištyrė palydovo atmosferos sudėtį ir nufotografavo jo paviršių iš 150, 70, 30, 15 ir 10 kilometrų aukščio. Po ilgo nusileidimo kosminis zondas nusileido ant Titano paviršiaus, 0,2-0,5 metro įkasdamas į nešvarų ledą. Nusileidęs Huygensas dirbo kiek daugiau nei valandą, per erdvėlaivį Cassini tiesiai iš palydovo paviršiaus į Žemę perduodamas daug naudingos informacijos. Dėl vaizdų, paimtų iš erdvėlaivio Cassini ir zondo Huygens, tyrėjų komanda sudarė Titano žemėlapį. Be to, dabar mokslininkai turėjo išsamios informacijos apie jo atmosferą, duomenis apie paviršiaus klimatą ir reljefo ypatybes.

Palydovinė atmosfera

Situacijoje su Titanu mokslininkai pirmą kartą tyrinėdami ir tyrinėdami Saulės sistemos dangaus kūnus turėjo galimybę išsamiai ištirti atmosferą. Kaip ir tikėtasi, Saturno palydovas turi tankią ir gerai išvystytą atmosferą, kuri daugeliu atžvilgių ne tik primena dujinį Žemės apvalkalą, bet ir viršija ją savo mase.

Titano atmosferos sluoksnio storis siekė 400 km. Kiekvienas atmosferos sluoksnis turi savo sudėtį ir koncentraciją. Dujų sudėtis yra tokia:

• 98,6 % palieka azoto N;
• 1,6 % atmosferos sudaro metanas;
• nedidelis kiekis etano, acetileno junginių, propano, anglies dioksido ir anglies monoksido, helio ir cianogeno.

Metano koncentracija palydovo atmosferoje, pradedant nuo 30 km aukščio, keičiasi mažėjimo link. Artėjant prie palydovo paviršiaus metano kiekis sumažėja iki 95%, tačiau etano koncentracija padidėja iki 4-4,5%.

Būdingas Titano palydovo oro-dujų sluoksnio bruožas yra jo antišiltnamio efektas. Angliavandenilių organinių molekulių buvimas apatiniuose atmosferos sluoksniuose neutralizuoja šiltnamio efektą, kurį sukuria didžiulė metano koncentracija. Dėl to dangaus kūno paviršius tolygiai atšaldomas dėl angliavandenilių. Tie patys procesai ir Saturno gravitacinis laukas lemia Titano atmosferos cirkuliaciją. Ši nuotrauka prisideda prie aktyvių klimato procesų formavimosi Saturno palydovo atmosferoje.

Reikėtų pažymėti, kad palydovo atmosfera nuolat krenta svoris. Taip yra dėl to, kad dangaus kūne nėra galingo magnetinio lauko, kuris negali išlaikyti oro-dujų apvalkalo, kurį nuolat veikia saulės vėjas ir Saturno gravitacinės jėgos. Šiandien žieduoto milžino palydovo atmosferos slėgis yra 1,5 atm. Tai visada turi įtakos oro sąlygoms, kurios skiriasi priklausomai nuo dujų koncentracijos Titano atmosferoje.

Pagrindinį Titano orų kūrimo darbą atlieka tankūs debesys, kurie, skirtingai nei sausumos oro masės, susideda iš organinių junginių. Būtent šie atmosferos dariniai yra didžiausio Saturno mėnulio kritulių šaltinis. Dėl žemos temperatūros dangaus kūno atmosfera yra sausa. Didžiausia debesų koncentracija nustatyta poliariniuose regionuose. Dėl žemos temperatūros atmosferoje drėgmė itin maža, todėl Titane iškritę metano ledo kristalai ir šerkšnas, susidedantis iš azoto, etano ir amoniako junginių.

Titano paviršius ir jo struktūra

Saturno mėnulis turi ne tik įdomią atmosferą. Jo paviršius geologiniu požiūriu nepaprastai įdomus objektas. Po stora metano antklode kosminio zondo Huygens fotografiniai lęšiai ir kameros aptiko ištisus žemynus, atskirtus daugybės ežerų ir jūrų. Kaip ir Žemėje, žemynuose gausu uolėtų ir kalnuotų darinių, taip pat gilių plyšių ir įdubimų. Juos pakeičia didžiulės lygumos ir slėniai. Pusiaujo dangaus kūno dalyje angliavandenių ir vandens ledo dalelės sudarė didžiulę kopų plotą. Spėjama, kad kosminis zondas Huygens nusileido vienoje iš šių kopų.

Skystos struktūros buvimas prideda visišką panašumą į gyvą planetą. Titane buvo aptiktos upės, turinčios ištakas, vingiuotus kanalus ir deltas – vietas, kur upeliai įteka į jūros baseinus. Remiantis duomenimis, paimtais iš vaizdų, kai kurių Titano upių kanalo ilgis viršija 1000 km. Beveik visa skystoji Titano masė yra sutelkta jūros baseinuose ir ežeruose, kurie užima įspūdingą plotą – iki 30–40% viso šio dangaus kūno paviršiaus.

Įrodymai, kad palydovo paviršiuje yra didelių skysčių sankaupų, buvo didžiulė šviesi dėmė, kuri ilgą laiką glumino astronomus. Vėliau buvo įrodyta, kad šviesioji Titano sritis yra didžiulis skystų angliavandenilių telkinys, vadinamas Krakeno jūra. Šis įsivaizduojamas vandens telkinys savo plotu yra didesnis nei didžiausias ežeras Žemėje – Kaspijos jūra. Kitas ne mažiau įdomus objektas yra Ligėjos jūra – didžiausias natūralus skysto metano ir etano rezervuaras.

Tiksli informacija apie Titano jūrų ir ežerų skystos aplinkos sudėtį buvo gauta naudojant „Cassini“ erdvėlaivį. Naudojant duomenis iš nuotraukų ir kompiuterinio modeliavimo, skysčio sudėtis ant Titano buvo nustatyta antžeminėmis sąlygomis:

• etanas yra 76-80%;
• propanas Titano jūrose ir ežeruose 6-7%;
• Metanas sudaro 5–10 proc.

Be pagrindinių elementų, pateiktų šaldytų dujų pavidalu, skystyje yra vandenilio cianido, butano, buteno ir acetileno. Pagrindinis vandens kaupimasis Titane šiek tiek skiriasi nuo antžeminės formos. Palydovo paviršiuje buvo aptiktos didžiulės perkaitinto ledo nuosėdos, susidedančios iš vandens ir amoniako. Manoma, kad po paviršiumi gali būti didžiuliai natūralūs rezervuarai, užpildyti skystu vandeniu, kuriame ištirpęs amoniakas. Šiuo aspektu įdomi ir vidinė palydovo struktūra.

Šiandien pateikiamos įvairios versijos apie vidinę Titano struktūrą. Kaip ir visų antžeminių planetų atveju, ji turi kietą šerdį, o ne geležies-nikelio, kaip pirmosios keturios Saulės sistemos planetos, o akmeninę. Jo skersmuo yra maždaug 3400–3500 km. Tada prasideda linksmybės. Skirtingai nuo Žemės, kur mantija prasideda po šerdies, Titane ši erdvė užpildyta tankiais suspaustais vandens ledo ir metano hidrato sluoksniais. Tikriausiai tarp atskirų sluoksnių yra skystas sluoksnis. Tačiau nepaisant šaltumo ir uolų, palydovas yra aktyvioje fazėje ir jame stebimi tektoniniai procesai. Tai palengvina potvynio jėgos, kurias sukelia milžiniška Saturno gravitacija.

Galima Titano ateitis

Sprendžiant iš per pastarąjį dešimtmetį atliktų tyrimų, žmonija susiduria su unikaliu Saulės sistemos objektu. Paaiškėjo, kad Titanas yra vienintelis dangaus kūnas, be Žemės, kuriam būdingi visi trys veiklos tipai. Saturno palydove pastebimi nuolatinio geologinio aktyvumo pėdsakai, o tai patvirtina jo gyvą tektoninį aktyvumą.

Įdomi ir Titano paviršiaus prigimtis. Jo struktūra, sudėtis ir topografija rodo, kad Saturno palydovo paviršius nuolat juda. Čia, kaip ir Žemėje, veikiant vėjams ir krituliams, vyksta dirvožemio erozija, uolienų atmosfera, nusėda nuosėdos.

Palydovo atmosferos sudėtis ir jame vykstantys cirkuliacijos procesai suformavo Titano klimatą. Visi šie ženklai rodo, kad tam tikromis sąlygomis Titane gali egzistuoti gyvybė. Natūralu, kad tai bus kitokia gyvybės forma nei žemiškieji organizmai, tačiau pats jos egzistavimas žmonijai bus didžiulis atradimas.

Jei turite klausimų, palikite juos komentaruose po straipsniu. Mes arba mūsų lankytojai mielai į juos atsakys

Pradėkime nuo lietaus. Nustatyta, kad Titano debesys susideda iš organinių junginių – bikarbonatų, kuriuos daugiausia sudaro metanas, o mažesniais kiekiais – etanas. Propano ir amoniako yra nedideliais kiekiais**, acetilenas, taip pat vandens ledas. Debesys yra metano ir etano lietaus šaltinis**. Daugiausia debesų susitelkę šiauriniuose ir pietiniuose Titano poliariniuose regionuose. Šiaurėje tai paprastai yra ištisinių debesų zona, dengianti Titaną „antklode“ iki 62° šiaurės platumos.

Be to, mokslininkai gavo įrodymų, kad egzistuoja „požeminiai“ metano, etano ir propano rezervuarai, kurie patenka į paviršių geizerių pavidalu ir maitina upes. Titano upės ir jūros taip pat susideda išmetanas ir etanas.
Taigi Titane nuolat vyksta medžiagų ciklas: dujų ir skysčių išsiveržimas iš gelmių, krituliai lietaus ar sniego pavidalu, medžiagų nusėdimas ir garavimas. Šis procesas panašus į vykstantį Žemėje, tik mūsų planetoje cikle dalyvauja vanduo, o Titane – angliavandeniliai. Ar tai tiesa, Vanduo taip pat buvo aptiktas Titane ir dideliais kiekiais - vandens ledo nuosėdų ir vadinamojo „kriovulkaninio“ perkaitinto ledo arba skysto vandens ir amoniako mišinio pavidalu. Arizonos ir Nanto universitetų mokslininkų teigimu, po Titano paviršiumi gali būti skysto vandens vandenynas su jame ištirpusiu amoniaku.
E Kitas Titano paviršiaus bruožas, priartinantis jį prie Žemės, yra išplėstos linijos ir linijinės zonos, ribojančios skirtingų tipų reljefo sritis, kurios dažnai susikerta viena su kita.
Pasak ekspertų, jie yra šios planetos plutos, kurią sudaro vandens ir angliavandenių ledo mišinys, gedimai. Be to, Titano paviršiuje buvo aptikta struktūra, labai panaši į 30 km skersmens ugnikalnį su iš jo tekančiais lavos srautais - ledu arba skysto vandens ir amoniako mišiniu, vulkaninė kaldera, kurios skersmuo 180 km, vulkaninės kalderoskurių skersmuo 20-30 km ir ledo arba skysto vandens ir amoniako mišinio lavos srautai, kurių ilgis viršija 200 km.
Taigi, Titanas -tai visais atžvilgiais aktyvi planeta , kuriai būdinga:
- atmosferos cirkuliacija, pasireiškianti debesų susidarymu ir pernešimu, krituliais (lietus ir galbūt sniegas) ir oro permainomis;
- endogeninis (gilus) aktyvumas, pasireiškiantis gedimų ir kriolito vulkanizmu,
- egzogeninis (paviršinis) aktyvumas, pasireiškiantis uolienų dūlėjimu ir sedimentacija.
Šiuo metu trys išvardytos veiklos rūšys vienu metu stebimos tik Žemėje ir Titane.

Kaip ir kitose Saulės sistemos planetose, buvo aptikti keli (patikimai du – Xa ir Sinlap) meteorito krateriai, kurių skersmuo nuo 40 iki 80 km, ir viena milžiniška žiedinė struktūra, kurios skersmuo apie 450 km, vadinama Circus Maximum arba Mernva. Titanas. Atrodo, kad tai senovinis meteorito krateris – žiedo formos kalnų grandinėmis apribotas vandens baseinas, susidaręs dešimčių kilometrų dydžio asteroidui ar kometai susidūrus su Titanu. Mažas meteorito kraterių skaičius, rastas Titano paviršiuje, rodo jauną jo paviršiaus amžių, kuris ir toliau formuojasi šiuo metu.

Ar Titane gyvena?

Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad Titano paviršiuje vyraujanti -180°C temperatūra neleidžia net pagalvoti apie gyvybę šioje planetoje. Bet taip mano žemiečiai, kurie įpratę gyventi patogesnėmis sąlygomis, jų požiūriu. „Ne, tokiame šaltyje gyvenimas neįmanomas“, – tikriausiai pasakytų 99,9 proc.
Bet ar taip? Juk gamtoje niekas nevyksta atsitiktinai. Bet kuriame gyvenamajame pasaulyje lietus greičiausiai drėkintų žemę ir pripildytų upes; upės, ežerai ir jūros – tarnauja kaip skysčių šaltinis ir jūrinio gyvenimo būdo organizmų buveinė. Lygumos ir kalnai turi būti įvairių sausumos organizmų buveinės.
Yra žinoma, kad visi gyvi dalykai Žemėje daugiausia susideda iš vandens. Vandens kiekis skirtinguose organizmuose svyruoja nuo 50-75% (sausumos augalai), 60-65% (sausumos stuburiniai), 80-99% (žuvys ir jūros gyvūnai bei augalai). Ką daryti, jei Titano gyventojai, jei jie, žinoma, egzistuoja, taip pat susideda iš 50 ar 99% skysto metano arba etano, o likusieji 50 ar 1% - iš kokios nors medžiagos, kuri gali atlaikyti tokias žemas temperatūras? Ar šiuo atveju jos turi tvirtą skeletą, pavyzdžiui, pagamintą iš silicio, ar tai į želė panašūs padarai, pavyzdžiui, medūzos (beje, Žemėje medūzos kaip maistą naudoja azotą), nežinoma. Kad ir kaip ten būtų, Titane yra daugiau nei pakankamai organinių medžiagų, kad sukurtų jiems organizmus ir maistą. Tai reiškia, kad egzistuoja prielaidos gyvybei vystytis. Na, o pats gyvenimas?..
Aišku viena: jei gyvybė egzistuoja Titane, tai neabejotinai bus kita gyvybė, su kuria bus sunku susisiekti.

Nuoširdžiai dėkoju NASA ir ECA už suteiktą galimybę panaudoti nuotraukas

Hipotezė apie gyvybės egzistavimą Titane yra patvirtinta daugelio mokslininkų darbuose. Christopher McKay iš NASA Ames tyrimų centro, Heather Smith iš Tarptautinio kosmoso universiteto Strasbūre, Dirkas Schulze-Makuha iš Vašingtono valstijos universiteto, Davidas Grinspoonas iš Denverio gamtos muziejaus ir kai kurie kiti tyrinėtojai mano, kad toks didelis metano kiekis Titano atmosferoje. nėra atsitiktinis. Tiesą sakant, planetos paviršių pasiekiantys saulės spinduliai turėtų sunaikinti metano molekules, o be nuolatinio jo papildymo visas atmosferos metanas, esantis Titane, turėtų būti sunaikintas per 10-20 milijonų metų. Galimi šių dujų šaltiniai gali būti Titane vykstanti ugnikalnio veikla ir ten egzistuojanti gyvybė. Atrodo, kad gyvybės egzistavimo Titane galimybę patvirtina sumažėjęs vandenilio kiekis apatinėje jo atmosferos dalyje. Pasak Christopherio McKay, taip yra dėl to, kad jį suvartoja gyvi organizmai.

Praėjus beveik 5 metams po šio straipsnio parašymo, buvo gauti nauji duomenys, įtikinamai įrodantys gyvybės egzistavimą Titane. Skaitykite apie tai naujienose

Skaityti taip pat mano naujas darbas"Gyvenimas Titane. Kokia ji?"

Kviečiu visus toliau aptarti šią medžiagą puslapiuose

Ilgą laiką buvo manoma, kad mūsų mėlynoji planeta yra vienintelė vieta Saulės sistemoje, kurioje yra sąlygos gyvybės formoms egzistuoti. Tiesą sakant, pasirodo, kad artimoji erdvė nėra tokia negyva. Šiandien galime drąsiai teigti, kad žemiečiams pasiekiami pasauliai, kurie daugeliu atžvilgių yra panašūs į mūsų gimtąją planetą. Tai liudija įdomūs faktai, gauti tiriant dujų milžinų Jupiterio ir Saturno apylinkes. Žinoma, nėra upių ar ežerų su skaidriu ir švariu vandeniu, o žolė begalinėse lygumose nežaliuoja, tačiau tam tikromis sąlygomis žmonija galėtų pradėti jas vystyti. Vienas iš tokių objektų Saulės sistemoje yra Titanas, didžiausias Saturno palydovas.

Didžiausio Saturno mėnulio atvaizdas

Titanas šiandien kelia nerimą ir užima astronomijos bendruomenės protus, nors visai neseniai į šį dangaus kūną, kaip ir į kitus panašius Saulės sistemos objektus, žiūrėjome be didelio entuziazmo. Tik tarpplanetinių kosminių zondų skrydžių dėka buvo atrasta, kad šiame dangaus kūne yra skystos medžiagos. Pasirodo, visai netoli nuo mūsų yra pasaulis su jūromis ir vandenynais, kietu paviršiumi, apgaubtas tankios atmosferos, savo struktūra labai primenančios žemės oro apvalkalą. Įspūdingas ir Saturno mėnulio dydis. Jo skersmuo yra 5152 km, 273 km. daugiau nei Merkurijaus, pirmosios Saulės sistemos planetos.

Anksčiau buvo manoma, kad Titano skersmuo yra 5550 km. Tikslesni duomenys apie palydovo dydį buvo gauti mūsų laikais dėl erdvėlaivio „Voyager 1“ skrydžių ir zondo „Cassini-Huygens“ misijos. Pirmasis aparatas sugebėjo aptikti tankią palydovo atmosferą, o Cassini ekspedicija leido išmatuoti oro-dujų apvalkalo storį, kuris yra daugiau nei 400 km.

Titano masė yra 1,3452·10²³ kg. Šiuo rodikliu jis yra prastesnis nei Merkurijaus, taip pat tankiu. Tolimo dangaus kūno tankis yra mažas - tik 1,8798 g/cm³. Šie duomenys rodo, kad Saturno palydovo struktūra labai skiriasi nuo antžeminių planetų struktūros, kurios yra masyvesnės ir sunkesnės. Saturno sistemoje tai yra didžiausias dangaus kūnas, kurio masė sudaro 95% kitų 61 žinomo dujų milžino mėnulio masės.

Patogi ir didžiausio Titano vieta. Jis skrieja 1 221 870 km spindulio orbita 5,57 km/s greičiu ir yra už Saturno žiedų ribų. Šio dangaus kūno orbita yra beveik apskritimo formos ir yra toje pačioje plokštumoje kaip Saturno pusiaujas. Titano orbitos laikotarpis aplink savo motininę planetą yra beveik 16 dienų. Be to, šiuo aspektu Titanas yra identiškas mūsų Mėnuliui, kuris sukasi aplink savo ašį sinchroniškai su savininku. Palydovas visada yra viena puse pasuktas į motininę planetą. Didžiausio Saturno mėnulio orbitos charakteristikos užtikrina, kad jame keičiasi metų laikai, tačiau dėl nemažo šios sistemos atstumo nuo Saulės metų laikai Titane yra gana ilgi. Paskutinis vasaros sezonas „Titane“ baigėsi 2009 m.

Savo dydžiu ir mase jis panašus į kitus du didžiausius Saulės sistemos palydovus – Ganimedą ir Kallistą. Tokie dideli dydžiai rodo planetų teoriją apie šių dangaus kūnų kilmę. Tai patvirtina palydovo paviršius, ant kurio yra aktyvios ugnikalnio veiklos pėdsakų, o tai būdinga sausumos planetoms.

Pirmą kartą Saturno palydovo paviršiaus nuotrauka buvo gauta naudojant zondą Huygens, kuris 2005 metų sausio 14 dieną saugiai nusileido ant šio dangaus objekto paviršiaus. Jau greitas žvilgsnis į nuotraukas suteikė pagrindo manyti, kad prieš žemiečius atsiveria naujas paslaptingas pasaulis, gyvenantis savo kosminį gyvenimą. Tai ne Mėnulis, negyvas ir apleistas. Tai ugnikalnių ir metano ežerų pasaulis. Manoma, kad po paviršiumi yra didžiulis vandenynas, kurį gali sudaryti skystas amoniakas arba vanduo.

Huygenso nusileidimas

Titano atradimo istorija

Galilėjus pirmasis atspėjo apie Saturno palydovų egzistavimą. Neturėdamas techninių galimybių stebėti tokius tolimus objektus, Galilėjus numatė jų egzistavimą. Tik Huygensas, jau turėjęs galingą teleskopą, galintį padidinti objektus 50 kartų, pradėjo tyrinėti Saturną. Būtent jam pavyko atrasti tokį didelį dangaus kūną, besisukantį aplink žieduotą dujų milžiną. Šis įvykis įvyko 1655 m.

Tačiau naujojo dangaus kūno pavadinimo dar teko palaukti. Iš pradžių mokslininkai sutiko atrastą dangaus kūną pavadinti jo atradėjo garbei. Italams Cassini atradus kitus dujų milžino palydovus, jie sutiko sunumeruoti naujus Saturno sistemos dangaus kūnus.

Ši idėja nebuvo tęsiama, nes vėliau Saturno apylinkėse buvo aptikti kiti objektai.

Žymėjimą, kurį naudojame šiandien, pasiūlė anglas Johnas Herschelis. Buvo sutarta, kad didžiausi palydovai turėtų turėti mitologinius pavadinimus. Dėl savo dydžio Titanas šiame sąraše buvo pirmasis. Likę septyni dideli Saturno palydovai gavo pavadinimus, atitinkančius titanų vardus.

Titano atmosfera ir jos ypatybės

Tarp Saulės sistemos dangaus kūnų Titanas turi bene keisčiausią oro apvalkalą. Palydovo atmosfera pasirodė esantis tankus debesų sluoksnis, kuris ilgą laiką neleido vizualiai patekti į patį dangaus kūno paviršių. Oro-dujų sluoksnio tankis yra toks didelis, kad atmosferos slėgis Titano paviršiuje yra 1,6 karto didesnis nei antžeminiai parametrai. Palyginti su Žemės oro apvalkalu, Titano atmosfera turi didelį storį.

Pagrindinis titano atmosferos komponentas yra azotas, kurio dalis sudaro 98,4%. Maždaug 1,6% gaunama iš argono ir metano, kurie daugiausia randami viršutiniuose oro apvalkalo sluoksniuose. Kosminių zondų pagalba atmosferoje buvo aptikti kiti dujiniai junginiai:

• acetilenas;
• metilacetilenas;
• diacetileno;
• etanas;
• propanas;
• anglies dioksidas.

Mažais kiekiais yra cianido, helio ir anglies monoksido. Titano atmosferoje laisvo deguonies neaptikta.

Nepaisant tokio didelio palydovo oro-dujų apvalkalo tankio, stipraus magnetinio lauko nebuvimas atsispindi atmosferos paviršinių sluoksnių būsenoje. Viršutiniai atmosferos sluoksniai yra veikiami saulės vėjo ir kosminės spinduliuotės. Azotas (N) reaguoja veikiamas šių veiksnių, sudarydamas daugybę įdomių azoto turinčių junginių. Dauguma kai kurių junginių nusėda ant palydovo paviršiaus, suteikdami jam šiek tiek oranžinį atspalvį. Įdomi ir istorija su metanu. Jo sudėtis Titano atmosferoje yra stabili, nors dėl išorinių poveikių šios lengvosios dujos galėjo išgaruoti jau seniai.

Žvelgiant į palydovo atmosferą sluoksnis po sluoksnio, galima pastebėti įdomią detalę. Titano oro apvalkalas yra ištemptas į aukštį ir aiškiai padalintas į du sluoksnius - arti paviršiaus ir didelio aukščio. Troposfera prasideda 35 km aukštyje. ir baigiasi tropopauze 50 km aukštyje. Ten pastoviai žema –170⁰ C temperatūra. Be to, didėjant aukščiui, temperatūra nukrenta iki –120 laipsnių Celsijaus. Titano jonosfera prasideda 1000-1200 km aukštyje.

Manoma, kad tokią Titano atmosferos sudėtį lėmė aktyvi vulkaninė praeitis. Oro sluoksniai, prisotinti amoniako garų, veikiami kosminės ultravioletinės spinduliuotės, suskaidomi į azotą ir vandenilį bei kitus komponentus yra fizikinių ir cheminių reakcijų pasekmė. Būdamas sunkesnis, azotas nuskendo ir tapo pagrindiniu titano atmosferos komponentu. Vandenilis dėl silpnų palydovo gravitacinių jėgų išgaravo į kosmosą.

Titano atmosferos sluoksniai ir jo cheminės sudėties sąveika su dangaus kūno magnetiniu lauku prisideda prie to, kad palydovas turi savo klimatą. Titano metų laikai keičiasi kaip Žemės metų laikai. Tuo metu, kai viena palydovo pusė atsukta į Saulę, Titanas pasineria į vasarą. Jo atmosferoje siautėja audros ir uraganai. Saulės šildomi oro sluoksniai yra nuolatinėje konvekcijoje, todėl kyla stiprūs vėjai ir dideli debesų masių judėjimai. 30 km aukštyje vėjo greitis siekia 30 m/s. Kuo jis didesnis, tuo intensyvesnė ir galingesnė oro masių turbulencija. Skirtingai nuo Žemės, debesų masės Titane yra sutelktos poliariniuose regionuose.

Metano koncentracija viršutiniuose atmosferos sluoksniuose paaiškina temperatūros padidėjimą palydovo paviršiuje dėl šiltnamio efekto. Tačiau organinių molekulių buvimas oro masėse leidžia ultravioletiniams spinduliams laisvai prasiskverbti į abi puses, vėsinant paviršinį titano plutos sluoksnį. Paviršiaus temperatūra -180⁰С. Temperatūrų skirtumas ties ašigaliais ir ties pusiauju yra nežymus – tik 3 laipsniai.

Dėl didelio slėgio ir žemos temperatūros palydovo atmosferoje esančios vandens molekulės visiškai išgaruoja (užšąla).

Palydovo struktūra: nuo išorinio apvalkalo iki šerdies

Prielaidos ir spėjimai apie tokio didelio dangaus kūno sandarą daugiausia buvo pagrįsti antžeminių optinių stebėjimų duomenimis. Tanki Titano atmosfera paskatino mokslininkus prieiti prie hipotezės, kad palydovo dujų sudėtis yra panaši į motininės planetos sudėtį. Tačiau po Pioneer 11 ir Voyager 2 kosminių zondų skrydžių paaiškėjo, kad turime reikalą su dangaus kūnu, kurio struktūra yra tvirta ir stabili.

Šiandien manoma, kad Titano pluta yra panaši į Žemės plutą. Šerdies skersmuo yra maždaug 3400 km, tai yra daugiau nei pusė dangaus kūno skersmens. Tarp šerdies ir plutos yra ledo sluoksnis, kurio sudėtis skiriasi. Tikėtina, kad tam tikrame gylyje ledas virsta skysta struktūra. Palyginus vaizdus, ​​paimtus iš erdvėlaivio Cassini su dvejų metų skirtumu, buvo pastebėtas palydovo paviršiaus sluoksnio poslinkis. Ši informacija suteikė mokslininkams pagrindo manyti, kad palydovo paviršius yra ant skysto sluoksnio, kurį sudaro vanduo ir ištirpęs amoniakas. Plutos poslinkį sukelia gravitacijos jėgų ir atmosferos cirkuliacijos sąveika.

Titano kompozicija yra ledo ir silikatinių uolienų mišinys lygiomis dalimis, kuris labai panašus į Ganimedo ir Tritono vidinę struktūrą. Tačiau dėl tankaus oro apvalkalo palydovo struktūra turi savo skirtumų ir specifikos.

Pagrindinės tolimojo palydovo savybės

Vien dėl Titano atmosferos jis yra unikalus ir įdomus tolesniam tyrimui. Kitas dalykas yra tai, kad pagrindinis tolimojo Saturno palydovo akcentas yra didelis skysčio kiekis ant jo. Šiai nevykusiai planetai būdingi ežerai ir jūros, kuriose vietoj vandens telkšo metano ir etano bangos. Palydovo paviršiuje yra susikaupusių kosminio ledo, kuris atsirado dėl vandens ir amoniako.

Įrodymai apie skystos medžiagos egzistavimą Titano paviršiuje buvo gauti iš didžiulio baseino, didesnio nei Kaspijos jūros ploto, nuotraukos. Didžiulė skystųjų angliavandenilių jūra vadinama Krakeno jūra. Pagal savo sudėtį tai didžiulis natūralus suskystintų dujų – etano, propano ir metano – rezervuaras. Kitas didelis skysčio sankaupas Titane yra Ligėjos jūra. Dauguma ežerų yra susitelkę šiauriniame Titano pusrutulyje, o tai labai padidina tolimo dangaus kūno atspindį. Po Cassini misijos paaiškėjo, kad paviršius 30-40% padengtas skystomis medžiagomis, surinktomis natūraliose jūrose ir ežeruose.

Toks didžiulis metano ir etano kiekis, kurie yra sušalę, prisideda prie tam tikrų gyvybės formų vystymosi. Ne, tai nebus pažįstami sausumos organizmai, tačiau tokiomis sąlygomis Titane gali egzistuoti gyvi organizmai. Palydovėje yra pakankamai komponentų ir cheminių medžiagų organizmų formavimuisi ir tolesniam jų egzistavimui.

Šiuolaikinių Titano tyrimų laiko juosta

Viskas prasidėjo nuo kuklios amerikiečių zondo Pioneer 11 misijos, kuri 1979 metais sugebėjo mokslininkams pateikti pirmąsias tolimo palydovo nuotraukas. Ilgą laiką iš Pioneer valdybos gauta informacija astrofizikus mažai domino. Pažanga tyrinėjant Saturno pakraščius buvo pasiekta po „Voyagers“ apsilankymų šiame Saulės sistemos regione, kai buvo pateikti išsamesni palydovo vaizdai, nufotografuoti iš 5000 km atstumo. Mokslininkai gavo tikslesnius duomenis apie šio milžino dydį, o versija apie tankios palydovo atmosferos egzistavimą pasitvirtino.

Pionieriaus skrydis

Infraraudonųjų spindulių nuotraukos, padarytos Hablo kosminiu teleskopu, suteikė mokslininkams informacijos apie palydovo atmosferos sudėtį. Pirmą kartą planetiniame diske buvo nustatytos šviesios ir tamsios sritys, kurių pobūdis liko nežinomas. Pirmą kartą gimė teorija, kad Titano paviršių kai kuriose vietose dengia ledas, o tai padidina dangaus kūno atspindį.

Sėkmę tyrimų srityje atnešė informacija, gauta iš automatinės tarpplanetinės stoties Cassini. 1997 m. pradėta „Cassini“ misija yra bendra ESA plėtra NASA. Saturnas tapo pagrindiniu tyrimų akcentu, tačiau jo palydovai neliko nepastebėti. Taigi, norint ištirti Titaną, skrydžio programa apėmė Huygens zondo nusileidimo ant Saturno palydovo paviršiaus etapą. Šis NASA specialistų ir Italijos kosmoso agentūros, kurios komanda nusprendė švęsti šlovingojo tėvynainio Giovanni Cassini jubiliejų, pastangomis sukurtas įrenginys turėjo nusileisti į Titano paviršių.

Cassini Saturno orbitoje

„Cassini“ tęsė savo darbą Saturno apylinkėse 4 metus. Per šį laiką erdvėlaivis dvidešimt kartų skrido netoli Titano, nuolat gaudamas naujų duomenų apie palydovą ir jo elgesį. Tik vienas Huygens zondo nusileidimas Titane, įvykęs 2007 m. kovo 14 d., laikomas didžiule visos misijos sėkme. Nepaisant to, atsižvelgiant į technines Cassini stoties galimybes ir didelį jos potencialą, buvo nuspręsta Saturno ir jo palydovų tyrimus tęsti iki 2017 m.

„Cassini“ skrydis ir „Huygens“ nusileidimas suteikė mokslininkams išsamios informacijos apie tai, kas iš tikrųjų yra „Titanas“. Saturno mėnulio paviršiaus nuotraukos ir vaizdo įrašai parodė, kad viršutiniai plutos sluoksniai yra purvo ir dujinio ledo mišinys. Pagrindiniai dirvožemio fragmentai yra akmenys ir akmenukai. Titano peizažas yra raižytų aukštumų ir žemumų kaita. Nusileidus buvo padarytos kraštovaizdžio nuotraukos, kuriose aiškiai pažymėtos upių vagos ir pakrantės.

Titano nuotrauka iš Huygens

Titanas šiandien ir rytoj

Nežinia, kaip baigsis tolesnis didžiausio palydovo tyrimas. Tikimasi, kad antžeminėse laboratorijose sukurtos sąlygos, panašios į tas, kurios egzistuoja Titane, atskleis gyvybės formų egzistavimo galimybę. Kosminių zondų skrydžiai į šį kosmoso regioną kol kas neplanuojami. Gautos informacijos pakanka imituoti Titaną antžeminėmis sąlygomis. Laikas parodys, kiek šie tyrimai bus naudingi. Belieka tik laukti ir tikėtis, kad Titanas ateityje atskleis savo paslaptis, suteikdamas vilčių jo vystymuisi.