Cassinin tehtävä Saturnukseen ja sen kuisiin päättyi vuonna 2017, kun avaruusalus lähetettiin syöksymässä kaasujättiläiseen saavuttaakseen sen lopun. Mutta tehtävästä on edelleen paljon dataa, joka pitää tutkijat kiireisinä. Cassinin tietojen parissa työskentelevä tutkijaryhmä on tehnyt yllättävän löydön: Titanin metaanilla täytetyt järvet ovat odotettua paljon syvempiä ja oudompia.
Titan on epätavallinen maailma. Se on Maan lisäksi ainoa kappale, jonka pinnalla on nestettä. Tiedemiehet epäilevät, että joissakin aurinkokunnan muista kuista, kuten Enceladus ja Europa, on nestemäisiä valtameriä. Mutta nuo valtameret ovat maanalaisia valtameriä. Vain Titanilla on nestemäisiä hiilivetyjärviä.
Cassinin viimeisen Titanin ohituksen aikana se suuntasi tutkansa joihinkin kuun nestemäisiin järviin. Tiedot osoittavat, että nämä järvet ovat jopa 100 metriä (300 jalkaa) syviä. Viimeisten päivien tiedot tuovat myös uutta valoa Titanin hiilivetykiertoon.
Näitä tuloksia käsittelevä tutkimus on peräisin kahdesta Nature Astronomy -lehdessä julkaistusta artikkelista. Ensimmäinen on ' Syviä ja metaanipitoisia järviä Titanilla. Tutkimukseen osallistuu johtava kirjailija Marco Mastrogiuseppe, Cassini-tutkatutkija Caltechista Pasadenassa, Kaliforniassa. Toinen tutkimus, ns
' Titanin järvialueella vuodenaikojen pinnanvaihtelut ” sisältää pääkirjailija Shannon MacKenzie, planeettatieteilijä Johns Hopkins Applied Physics Laboratorysta Laurelissa, Marylandissa.
Noista syvista järvistä
Tiedot kohteesta Matkustaa anturit antoivat meille ensimmäisen vihjeen siitä, että Titanilla oli nestemäisiä järviä. Mutta nämä tiedot olivat vain päätelmiä: se osoitti, että Titanilla oli oikeat olosuhteet niiden olemassaololle. Sen on oltava hyvin kylmää, jotta hiilivety olisi nestemäisessä tilassaan. Hubble-avaruusteleskoopin käynnistyttyä se antoi meille suoran todisteen siitä, että järvet olivat siellä noin 1995. Myös muut havainnot tukivat ajatusta.
Mutta Titan Lakes -hypoteesin alkuaikoina emme olleet varmoja, oliko siinä järviä vai paljon suurempia valtameriä. Cassini saapui Saturnukseen vuonna 2004, ja vaikka se ei nähnytkään nestemäisiä järviä heti, se löysi ne lopulta navoista, joissa tutkijat epäilivät niiden olevan olemassa.
Cassini-tutkakuva Ontario Lacuksesta (Ontariojärvi), joka on ensimmäinen vahvistettu hiilivety Titanilla. Ontario Lacus on kuun etelänapa-alueella. Kuvan ansiot: NASA/JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA13172, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10976062
Siitä lähtien Titanilta on löydetty monia järviä ja meriä, ja niistä on paljon kuvia.
'Joka kerta kun teemme löytöjä Titanilla, Titaanista tulee yhä mystisempi.'
Marco Mastrogiuseppe, johtava kirjailija ja Cassini-tutkatutkija Caltechista Pasadenassa, Kaliforniassa.
Kuvissa Cassini-tehtävästä näkyy jokiverkostojen valuvan järviin Titaanin pohjoisnapa-alueella. Kiitos: NASA/JPL/USGS.
Tiedemiehet ovat oppineet paljon Titanista, erityisesti Cassini-tehtävästä. Mutta nämä uudet tutkimukset menevät vielä pidemmälle. Ja ne kertovat meille paljon enemmän kuin vain Titanin syvyydet hiilivetymeret .
Tiesimme jo, että pohjoiset meret olivat täynnä metaania. Mutta tutkijat olivat yllättyneitä huomatessaan, että myös paljon pienemmät järvet olivat täynnä metaania, joista he odottivat löytävänsä etaania, raskaampaa hiilivetyä. Tulokset valaisevat uutta valoa Titanin hiilivetykiertoon.
Hiilivetykierto Titanilla toimii samalla tavalla kuin hydrologinen kierto maan päällä. Molemmissa tapauksissa haihtuminen muodostaa pilviä, jotka lopulta putoavat pintaan muodostaen jokia, jotka virtaavat hiilivetyjärviin. Titaanilla neste haihtuu lähellä päiväntasaajaa ja kerrostuu sitten nesteenä napa-alueille.
'Joka kerta kun teemme löytöjä Titanilla, Titanista tulee yhä mystisempi', sanoi johtava kirjailija Marco Mastrogiuseppe, Cassini-tutkatieteilijä Caltechista Pasadenassa, Kaliforniassa. 'Mutta nämä uudet mittaukset auttavat antamaan vastauksen muutamaan keskeiseen kysymykseen. Voimme itse asiassa nyt ymmärtää paremmin Titanin hydrologiaa.'
Mutta odota. Siitä tulee oudompaa.
Titan on yksinkertaisesti outo. Siinä on maaperän piirteitä, jotka on veistetty samalla tavalla kuin maan päällä, mutta nestemäisillä hiilivedyillä. Mutta se on erilainen monella hämmentävällä tavalla. Uudet tiedot osoittavat, että hiilivetyjen kiertokulku pohjoisen napa-alueen toisella puolella on erilainen kuin toisella puolella.
Tämä Cassini-avaruusaluksella otettu tosivärinen kuva Titanista näyttää kuun paksun, utuisen ilmakehän. Kiitos: NASA
Titanin länsipuolella on pieniä järviä, joista osa on enintään 10 mailia. Ne ovat merenpinnan yläpuolella, suurien kukkuloiden ja tasankojen huipulla. Tiedot maalaavat ulkomaailman kuvan mesoista ja butteista, jotka ulkonevat satoja jalkoja ympäristön ulkopuolelle ja joiden päällä on syviä hiilivetyjärviä.
Titanin itäpuolella on kuitenkin matalalla sijaitsevia suuria merta, kanjoneita ja saaria. Miksi niin erilainen?
'Ikään kuin katsoisit alas Maan pohjoisnavalle ja näkisit, että Pohjois-Amerikassa oli täysin erilainen geologinen ympäristö nestemäisille kappaleille kuin Aasiassa', sanoi tutkimuksen toinen kirjoittaja Jonathan Lunine, Cassini-tutkija Cornellin yliopistosta.
Se voi johtua taustalla olevasta geologiasta. Tiedemiehet uskovat, että ne muodostuivat, kun ympäröivä jään ja kiinteiden orgaanisten aineiden peruskallio liukenivat kemiallisesti ja romahtivat. Se on samanlainen kuin joillakin maallisilla alueilla Saksassa, Yhdysvalloissa ja muissa paikoissa, joissa ominaisuuksia kutsutaan karstinen järviä syntyy, kun vesi liuottaa kalkkikiveä.
Karstijärvet, kuten Otjikoto-järvi Namibiassa, muodostuvat, kun sadevesi liuottaa kalkkikiveä. Tutkijat uskovat, että Titanin itäpuolella olevat järvet muodostavat samanlaisen prosessin, jossa käytetään hiilivetyjä veden sijaan. Kuvan luotto: greg Willis – http://greg-willis.com/gallery/Travel/Namibia06/AloegroveLodge/c-1689.jpg.html, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w /index.php?curid=7161426
Uudet tiedot osoittavat myös, että Titanissa saattaa olla ohimeneviä järviä. Sekä tutka- että infrapunatiedot osoittavat nämä järvet, joiden nestetasot vaihtelevat merkittävästi lyhyessä ajassa. Shannon MacKenzie, pääkirjoittaja
'Kausiluontoisten pinnanmuutosten tapaus Titanin järvialueella' uskoo, että kausiluonteiset muutokset selittävät nämä ohimenevät järvet.
'Yksi mahdollisuus on, että nämä ohimenevät piirteet ovat saattaneet olla matalampia nestekappaleita, jotka kauden aikana haihtuivat ja tunkeutuivat maan alle', hän sanoi.
Yhdessä molemmat paperit maalaavat kuvan hiilivetykierrosta Titanilla, jossa hiilivetysateet ruokkivat järviä, jotka sitten ovat alttiina haihtumiselle. Mutta ei vain haihtumista; osa nesteestä todennäköisesti tihkuu pinnan alle, mikä jättäisi nestemäisiä hiilivetyvarastoja pinnan alle.
Titaanin pinnan piirteitä peittää kuun paksu, visuaalisesti läpäisemätön ilmakehä. Näiden tutkimusten taustalla olevat tiedot kerättiin suurelta osin tutkalla, ja suuri osa niistä saatiin Cassinin viimeisen läheisen Kuun ohilennon aikana huhtikuussa 2017. Cassini-tiimi tiesi, että tämä oli heidän viimeinen tilaisuutensa katsoa Titanin pieniä järviä, ja he kokevat tehneensä parasta.
'Tämä oli Cassinin viimeinen hurraa Titanilla, ja se oli todella saavutus', Lunine sanoi.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: NASAn Cassini paljastaa yllätyksiä Titanin järvien kanssa
- Tutkimus paperi: Titanin järvialueella vuodenaikojen pinnanvaihtelut
- Tutkimus paperi: Syviä ja metaanipitoisia järviä Titanilla