Кассіні надав нове уявлення про озера на Титані

Під час останнього обльоту найбільшого місяця Сатурна космічний апарат Кассіні зібрав радіолокаційні дані, які свідчать про те, що невеликі рідкі озера в північній півкулі Титану дивовижно глибокі, розташовані на вершинах пагорбів і наповнені метаном.

Про це повідомляють в Лабораторії реактивного руху НАСА в Каліфорнійському технологічному інституті.

Нові результати, опубліковані 15 квітня в Nature Astronomy, є першим підтвердженням того, наскільки глибокими є деякі озера Титану (понад 100 метрів) і який мають склад. Вони надають нову інформацію про те, яким чином рідкий метан опадає, випаровується і просочується в Титан - єдине планетарне тіло в нашій Сонячній системі, окрім Землі, що має стабільну рідину на своїй поверхні.

Вчені знають, що гідрологічний цикл Титана працює подібно до земного, але з однією істотною відмінністю. Замість води, що випаровується з морів, утворюючи хмари і дощ, на Титані все це робиться з метаном і етаном. Ми схильні вважати ці вуглеводні газом на Землі, якщо вони не знаходяться під тиском в балоні. Але Титан настільки холодний, що вони ведуть себе як рідини, як наприклад бензин при кімнатній температурі на нашій планеті.

Також вчені знають, що набагато більші моря на півночі Титану наповнені метаном, проте несподіванкою стало виявлення менших озер на півночі, заповнених переважно метаном. Раніше, Кассіні отримав данні щодо Онтаріо Лакус - єдиного великого озера в південній півкулі Титану. Там виявлено приблизно рівну суміш метану і етану. Етан трохи важче метану, оскільки в ньому більше атомів вуглецю та водню.

"Кожного разу, коли ми робимо відкриття на Титані, Титан стає все більш і більш таємничим", - зазначив ведучий автор наукової статті Марко Мастроджиузеппе з Каліфорнійського технологічного інституту у Пасадені, який займається радіолокатором Кассіні. "Але ці нові вимірювання допомагають дати відповідь на кілька ключових питань. Тепер ми можемо краще зрозуміти гідрологію Титану", - додав він.

На додачу до дивацтв Титану, з його землеподібними рисами, екзотично вирізьбленими матеріалами, є тє, що гідрологія на одній стороні північної півкулі абсолютно інша, ніж на другій стороні, зазначив Джонатан Лунін з Корнельського університету в Ітаці (Нью-Йорк) - вчений, який займається Кассіні, і є співавтором наукової статті.

"Це виглядає так, ніби ви подивилися на Північний полюс Землі і побачили, що Північна Америка має зовсім інші геологічні умови для рідких тіл, ніж в Азії", - сказав Лунін.

На східній стороні Титану знаходяться великі моря з низьким кутом підвищення, з каньйонами і островами. На західній стороні - невеликі озера. А в нових отриманих данних показані озера, розташовані на великих пагорбах і плато. Нові радіолокаційні вимірювання підтверджують попередні дані про те, що озера знаходяться значно вище рівня моря, також вони створюють уявлення про новий вигляд рельєфу поверхні - як, наприклад, столові гори або останці - що стирчать на сотню метрів ввись над навколишнім ландшафтом, з глибокими рідкими озерами на вершинах.

Той факт, що ці західні озера невеликі - всього кілька десятків кілометрів у поперечину - але дуже глибокі, також говорить вченим дещо нове про їхню геологію: це найкраще свідчення того, що вони, ймовірно, утворилися, коли навколишні породи з льоду і твердих органічних речовин хімічно розчинилися і зруйнувалися. На Землі подібні водні озера відомі як карстові. Вони є, зокрема, у Німеччині, Хорватії і США - утворилися, коли вода розчинила вапняк.

Одночасно з дослідженням глибоких озер, ще одна стаття в Nature Astronomy допомагає розгадати таємницю гідрологічного циклу Титану. Дослідники використовували дані Кассіні, щоби виявити те, що вони називають перехідними озерами. Різні види спостережень - від радіолокаційних та інфрачервоних даних - показують, що рівні рідини значно змінювалися.

Найкращим поясненням є те, що в поверхневих рідинах відбулися сезонні зміни, вказала ведучий автор наукової статті Шеннон Маккензі - вчений-планетолог з Лабораторії прикладної фізики ім. Джонса Хопкінса в Лорелі, штат Меріленд. "Одна з вірогідностей полягає в тому, що ці перехідні риси могли бути більш дрібними тілами рідини, які протягом сезону випаровувалися і проникали під поверхню", - розповіла вона.

Ці результати, а також результати в іншій статті Nature Astronomy (про глибокі озера Титану) підтверджують ідею про те, що вуглеводневі дощі живлять озера, які потім можуть випаровуватися назад в атмосферу або стікати під поверхню, залишаючи запаси рідини, що зберігається нижче.

Космічний апарат Кассіні, який прибув до системи Сатурна у 2004 році і закінчив свою місію в 2017-му, навмисно занурившись в атмосферу планети, зміг картографувати більше 1,6 мільйонів квадратних кілометрів рідких озер і морів на поверхні Титану. Він виконував роботу за допомогою радіолокаційного приладу, що надсилав радіохвилі і збирав зворотний сигнал (ехо), який надав інформацію про рельєф місцевості, глибину і склад рідинних тіл, разом з двома системами візуалізації, які могли проникати в товсту атмосферу місяця.

Найважливіші дані для нового дослідження були зібрані під час кінцевого прольоту Титану апаратом Кассіні 22 квітня 2017 року. Це був останній погляд місії на менші озера місяця, і команда максимально використала можливість. Збирання відлуння з поверхонь невеликих озер, у той час як Cassini блискавично промайнув Титаном, було унікальною задачею.

"Це було останнє "Ура!" Кассіні на Титані, і це дійсно був подвиг", - підкреслив Лунін.

Місія Кассіні-Гюйгенс - це спільний проект NASA, Європейського космічного агентства та Італійського космічного агентства.

Читайте ще цікаве про космос.