Кассини дал новое представление об озерах на Титане

Во время последнего облета крупнейшей луны Сатурна космический аппарат Кассини собрал радиолокационные данные, свидетельствующие о том, что небольшие жидкие озера в северном полушарии Титана удивительно глубоки, расположены на вершинах холмов и наполнены метаном.

Об этом сообщают в Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнийском технологическом институте.

Новые результаты, опубликованные 15 апреля в Nature Astronomy, являются первым подтверждением того, насколько глубоки некоторые озера Титана (более 100 метров) и какой имеют состав. Они предоставляют новую информацию о том, каким образом жидкий метан опадает, испаряется и просачивается в Титан - единственное планетарное тело в нашей Солнечной системе, кроме Земли, имеющее стабильную жидкость на своей поверхности.

Ученые знают, что гидрологический цикл Титана работает подобно земному, но с одним существенным отличием. Вместо воды, которая испаряется из морей, образуя облака и дождь, на Титане все это делается с метаном и этаном. Мы склонны считать эти углеводороды газом на Земле, если они не находятся под давлением в баллоне. Но Титан настолько холодный, что они ведут себя как жидкости, например бензин при комнатной температуре на нашей планете.

Также ученые знают, что гораздо большие моря на севере Титана наполнены метаном, однако неожиданностью стало обнаружение меньших озер на севере, заполненных преимущественно метаном. Ранее, Кассини получил данные об Онтарио Лакус - единственном большом озере в южном полушарии Титана. Там обнаружено примерно равную смесь метана и этана. Этан немного тяжелее метана, так как в нем больше атомов углерода и водорода.

"Каждый раз, когда мы делаем открытия на Титане, Титан становится все более и более таинственным", - отметил ведущий автор научной статьи Марко Мастроджиузеппе из Калифорнийского технологического института в Пасадене, занимающийся радиолокатором Кассини. "Но эти новые измерения помогают ответить на несколько ключевых вопросов. Теперь мы можем лучше понять гидрологию Титана", - добавил он.

В дополнение к странностям Титана, с его землеподобными чертами, экзотично вырезанными материалами, есть то, что гидрология на одной стороне северного полушария совершенно другая, чем на второй стороне, отметил Джонатан Лунин из Корнельского университета в Итаке (Нью-Йорк) - ученый, занимающийся Кассини, и являющийся соавтором научной статьи.

"Это выглядит так, будто вы посмотрели на Северный полюс Земли и увидели, что Северная Америка имеет совсем другие геологические условия для жидких тел, чем Азия", - сказал Лунин.

На восточной стороне Титана находятся большие моря с низким углом возвышения, с каньонами и островами. На западной стороне - небольшие озера. А в новых полученных данных показаны озера, расположенные на больших холмах и плато. Новые радиолокационные измерения подтверждают предварительные данные о том, что озера находятся значительно выше уровня моря, также они создают представление о новом виде рельефа поверхности - как, например, столовые горы, останцы - торчащие на сотню метров ввысь над окружающим ландшафтом, с глубокими жидкими озерами на вершинах.

Тот факт, что эти западные озера невелики - всего несколько десятков километров в поперечину - но очень глубокие, также говорит ученым кое-что новое об их геологии: это лучшее свидетельство того, что они, вероятно, образовались, когда окружающие породы из льда и твердых органических веществ химически растворились и разрушились. На Земле подобные водные озера известны как карстовые. Они, в частности, есть в Германии, Хорватии и США - образовались, когда вода растворила известняк.

Одновременно с исследованием глубоких озер, еще одна статья в Nature Astronomy помогает разгадать тайну гидрологического цикла Титана. Исследователи использовали данные Кассини, чтобы выявить то, что они называют переходными озерами. Различные виды наблюдений - от радиолокационных и инфракрасных данных - показывают, что уровни жидкости значительно менялись.

Лучшим объяснением является то, что в поверхностных жидкостях состоялись сезонные изменения, указала ведущий автор научной статьи Шеннон Маккензи - ученый-планетолог из Лаборатории прикладной физики им. Джонса Хопкинса в Лорел, штат Мэриленд. "Одна из вероятностей состоит в том, что эти переходные черты могли быть более мелкими телами жидкости, которые в течение сезона испарялись и проникали под поверхность", - рассказала она.

Эти результаты, а также результаты в другой статье Nature Astronomy (о глубоких озерах Титана) подтверждают идею о том, что углеводородные дожди питают озера, которые затем могут испаряться обратно в атмосферу или стекать под поверхность, оставляя запасы жидкости, хранящейся ниже.

Космический аппарат Кассини, прибывшиц к системе Сатурна в 2004 году и закончил свою миссию в 2017 году, преднамеренно окунувшись в атмосферу планеты, смог картографировать более 1,6 миллионов квадратных километров жидких озер и морей на поверхности Титана. Он выполнял работу с помощью радиолокационного прибора, посылая радиоволны и собирая обратный сигнал (эхо), который предоставил информацию о рельефе местности, глубине и составе жидких тел, вместе с двумя системами визуализации, которые могли проникать в толстую атмосферу луны.

Важнейшие данные для нового исследования были собраны во время конечного пролета Титана аппаратом Кассини 22 апреля 2017 года. Это был последний взгляд миссии на меньшие озера месяца, и команда максимально использовала возможность. Сбор эхо с поверхности озер, в то время как Cassini молниеносно пронесся Титаном, было уникальной задачей.

"Это было последнее "Ура!" Кассини на Титане, и это действительно был подвиг", - подчеркнул Лунин.

Миссия Кассини-Гюйгенс - это совместный проект NASA, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства.

Читайте еще интересное о космосе.