Представлено докази існування озер на Титані

Навчання 02 серпня 2022 Перегляди: 57

Озера на Титані, відкриті під час 16-го прольоту «Кассіні» 22 липня 2006 року, можуть наповнюватися (a) за рахунок метанового дощу (безпосередньо або в результаті впадіння в них метанових річок) або ж (b) за рахунок підживлення з підземних резервуарів рідкого метану. На знімку, зробленому «Кассіні», ймовірно, видно два таких озера, пов’язані між собою каналом (показаний білою стрілкою). Ріс. з обговорюваної статті в Nature

Інтернаціональний колектив планетологів, можливо, поставив крапку в тривалій суперечці про існування великих озер на Титані — найбільшому з 56 відомих на сьогоднішній день супутників Сатурна. Свідчення на користь того, що озера все-таки існують, містяться в листі 38 дослідників із США, Італії та Франції, яке 4 січня з’явилося в журналі Nature.

Титан — дуже незвичайне небесне тіло. Його вперше помітив 25 березня 1655 року великий голландський астроном і фізик Християн Гюйгенс. Це п’ятий за рахунком планетний супутник, відкритий за допомогою телескопічних спостережень (перші чотири виявив у Юпітера ще Галілео Галілей). Діаметр Титана (5150 км) становить приблизно 40% земного діаметру і десь у півтора рази перевершує поперечник Місяця. Серед усіх планетних супутників за розміром Титан займає друге місце, поступаючись тільки юпітеріанцю Ганімеду. І, що найцікавіше, це єдиний у Сонячній системі місяць, що володіє справжньою атмосферою (відкритою 1944 року Джерардом Койпером).

Вільного кисню в повітряному басейні Титана немає, він на 98,4% складається з азоту (це основний компонент також і земної атмосфери) і на 1,6% — з метану (плюс слідові кількості ще дюжини газів). Тиск біля поверхні досить солідний — понад півтора атмосфер. Клімат, мабуть, холоднуват, на екваторі приблизно мінус 180 градусів Цельсія, у полюсів на 3-5 градусів нижче.

Наявність неабиякої кількості метану в атмосфері Титана давно була усвідомлена як проблема, що вимагає пояснень. Справа в тому, що молекули цього газу під впливом сонячного світла зобов’язані дисоціювати. В умовах Титану вони розпадаються за якісь десятки мільйонів років, що дуже мало порівняно з його віком. Щоб вийти з цієї скрути, вчені ще на початку 80-х років припустили, що метан надходить у повітряний басейн з рідких резервуарів.

Ця гіпотеза була сформульована у двох версіях. У першому варіанті передбачалося, що на поверхні супутника є вуглеводневі моря з високим вмістом метану, які випаровують його зі своєї поверхні, а потім отримують назад у вигляді дощів. Температура кипіння метану, як відомо, дорівнює мінус 161,5 градуса (а температура плавлення мінус 182,5 ° C), так що йому, на відміну від азоту _(tкип = -195,8 ° C), ніщо не заважає існувати на Титані в рідкій фазі. Згідно з другою версією, метанові ємності покояться в глибинах супутника, і рідкий метан або надходить звідти на поверхню через прогалини, що пробиваються метеоритами, або викидається з жерл місцевих низькотемпáних вулканів (це явище називається криовулканізмом).

26 жовтня 2004 року за 1174 кілометри від поверхні Титана пройшов космічний зонд «Кассіні» (місія Cassini — Huygens), який здійснив свій перший проліт над цим небесним тілом. До великого розчарування прихильників першої гіпотези, морів на Титані він не знайшов, проте виявив безліч гір, метеоритних кратерів і кріовулканів. Нічим не порадував їх і зонд «Гюйгенс», який «Кассіні» скинув на Титан 14 січня 2005 року. Дані ізотопного аналізу атмосфери Титана також свідчили про те, що метан, швидше за все, надходить туди з надр планети. Здавалося, океанська теорія походження атмосферного метану міцно переможена і приречена на забуття.

Приклади озер і каналів, виявлених радаром «Кассіні» під час його 16-го прольоту поблизу Титана. На знімку d також видно, імовірно, висохле озеро (показано стрілками). Зображення з обговорюваної статті в Nature

Однак наука любить несподіванки. 22 липня минулого року «Кассіні» на черговому, 16-му прольоті знову справив радіолокаційне сканування частини Титану на хвилі довжиною 21,7 міліметрів. На північ від його 70-ї широти радар (Cassini Titan Radar Mapper) угледів понад 75 «затемнень», іноді майже круглих, іноді неправильної форми, від 3 до 70 кілометрів у поперечнику.

З теоретичних міркувань випливає, що метанові «водойми» можуть стабільно існувати тільки в приполярних зонах супутника, в середніх і екваторіальних широтах вони приречені на швидке випаровування. Дослідники, які працювали з цими даними, вважають, що темні плями — це озера з метану (можливо, з домішкою етана та інших вуглеводнів), заповнені до країв або частково висохлі. На користь цього висновку говорить та обставина, що плями лежать у западинах, кратерах або кальдерах і що до них підходять канали — якщо завгодно, метанові річки.

Звичайно, одна серія спостережень — це ще не доказ (зрештою, можна припустити, що кандидати в озера заповнені не рідкими вуглеводнями, а чимось ще). «Кассіні» належить зробити як мінімум ще 22 прольоти поблизу Титана. Ймовірно, вони принесуть чимало цікавої інформації.

Джерело: E. R. Stofan et al. The lakes of Titan // Nature, 2007. V. 445. P. 61-64.

Олексій Левін

Див. також:

Існування рідких озер на Титані підтверджено, «Елементи», 27.07.2006

.Відправляючись на Титан, не забудьте парасольку, «Елементи», 02.08.2006.

Крім того, див. збірку новин про Титан на «Елементах».