top-slice

Титан



В условиях холодных температур в сложном мире Титана метан выполняет функцию воды, вот почему ландшафт спутника так похож на земной.

Превосходящий по размеру планету Меркурий Титан некогда считался самым гигантским спутником в Солнечной системе, но впоследствии космические станции обнаружили, что у него плотная атмосфера, а потому по размеру он уступает Ганимеду, самому большому спутнику Юпитера.

Кроме сведений о размере, до недавних пор о Титане было известно очень мало. Открыл его голландский астроном Христиан Гюйгенс в 1655 году. Позднее ему дали теперешнее название - в честь гигантов из греческой мифологии. До начала эпохи освоения космоса спектроскопические исследования его света обнаружили наличие метана (СН4), а это указывало на то, что спутник окружен атмосферой.

СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ На этих фотографиях Титана, полученных в октябре 2005  года (вверху слева), декабре 2005 года (в центре) и январе 2006 года (вверху справа), видны изменения, которые происходят в атмосфере, особенно на Северном
и Южном полюсах.
СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ На этих фотографиях Титана, полученных в октябре 2005 года (вверху слева), декабре 2005 года (в центре) и январе 2006 года (вверху справа), видны изменения, которые происходят в атмосфере, особенно на Северном и Южном полюсах.


ПОСЕЩЕНИЕ ТИТАНА

Когда «Вояджер-1» пролетел мимо Сатурна в 1980 году, его намеренно вывели на траекторию, которая привела станцию поближе к Титану, но его фото, сделанные аппаратом, оказались нечеткими. Спутник был покрыт мутной дымкой оранжевого цвета, которая скрывала поверхность Титана. Анализ атмосферы показал, что она намного толще, чем предполагалось ранее, и состоит из азота. Метан составляет всего 1,6 % всей атмосферы, но даже этого количества достаточно для формирования облаков и придания воздуху характерного цвета. Другие облака, похоже, образуются из иных лёгких углеводородных соединении, в частности этана.

Атмосфера Титана вдохновила многих ученых на рассуждения о том, что на этом спутнике может существовать целая погодная система, основанная на метане. Для того чтобы выяснить это, в 1997 году был дан старт новой экспедиции к Сатурну - орбитальной станции «Кассини».

«Кассини» нес на своем борту посадочный модуль, которому предначертано было спуститься на поверхность этого загадочного спутника. Именно эта космическая экспедиция полностью изменила наше представление об этом мире, который, вполне возможно, чрезвычайно похож на Землю.

ЦВЕТНАЯ ДЫМКА
Столб атмосферы Титана, который показывает состав химических соединений, определяющих ее цветовые оттенки.
ЦВЕТНАЯ ДЫМКА Столб атмосферы Титана, который показывает состав химических соединений, определяющих ее цветовые оттенки.


ПОД ОБЛАКАМИ

Карты Титана показывают, что на нем имеются разные виды рельефа. Кратеров немного, располагаются они далеко друг от друга - это может указывать на то, что происходят процессы по перемоделированию поверхности спутника. Складывается общее впечатление, что поверхность Титана гладкая и холмистая с острыми вершинами и долинами, извивающимися через холмистые нагорья в сторону плоских бассейнов. Очевидно, что ландшафт Титана постоянно подвергается эрозии флювиальной формы (похожей на реку). Движущей силой, которая лежит в ее основе, вероятно, является круговорот метана, разносящий это химическое соединение по всему спутнику и вызывающий сезонные ливни, формирующие ландшафт.

Самым ярким отдельным образованием на поверхности Титана является крупная яркая зона вблизи экватора. Этот регион, названный Ксанаду, размером с Австралию. Инфракрасные камеры «Кассини» теплые зоны показывают яркими, а более холодные - темными (хотя средняя температура достигает -180 °С).

На остальной территории Титана темные пятна обозначают огромные моря песчаных дюн, которые пробегают с востока на запад параллельно экватору. Дюны постепенно сдуваются в причудливые фигуры ветрами, образующимися под действием приливных сил Сатурна. Хотя он находится на расстоянии 1,2 млн км, силы притяжения планеты достаточно для подобных влияний на атмосферу.

ДРЕЙФ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

Одно из самых интригующих открытий «Кассини» на Титане касалось медленного и постоянного дрейфа в предсказанных участках образований на поверхности -примерно на 30 км в течение нескольких лет. Приливные силы в далеком прошлом замедлили вращение спутника и привели к тому, что он всегда обращен к Сатурну только одной стороной, поэтому поверхность Титана, вполне вероятно, «скользит» по той причине, что она плавает на глубоком океане из подповерхностной воды. Течения в этом океане могут даже рождать слабую тектоническую активность, выталкивая вверх горные гряды.

Когда «Гюйгенс» в январе 2005 года спустился в облака Титана, ученые на Земле мало себе представляли, чего стоит ожидать. Конический посадочный модуль даже имел особую конструкцию, которая позволила бы ему плыть, если бы он сел на одно из спрогнозированных морей метана. Когда дымка рассеялась и «Гюйгенс» развернул камеры, снимки, которые он отправил, показывали береговую линию и прибрежный остров, гладкие, подвергшиеся эрозии цепи гор (названные Адири), дельты рек и темную равнину дюн. Однако участок, на который опустился модуль, был сухим.

ТАЙНЫ ТИТАНА РАСКРЫТЫ

«Гюйгенс» сел в зоне дельты реки вблизи Адири, вокруг него были твердые горные породы и галька, которые, возможно, попали сюда с близлежащего берега после последнего разлива реки. Судя по внешнему виду, твердые породы представляют собой смесь из камня и водяного льда, вот почему кора Титана, вероятно, состоит из смеси твердой горной породы и льда, как и у других спутников Сатурна. Что касается песка на Титане, то он может содержать пепел, извергнутый из криовулканов, или темный углеводородный «снег».

Краткий отчет «Гюйгенса» о поверхности Титана открыл многие его секреты. Например, было показано, что атмосфера спутника с поверхности кажется такой же непрозрачной, как и снаружи.

ОЗЕРА НА ТИТАНЕ

За два десятилетия, прошедших между пролетами «Вояджера» и прибытием на Титан «Кассини - Гюйгенс», широко утвердились теории, которые говорили о том, что на поверхности Титана есть жидкий метан, поэтому когда «Гюйгенс» обнаружил относительно сухой ландшафт, это стало неожиданностью и даже разочарованием. Орбитальная станция «Кассини» продолжила поиски, и ученые надеялись, что метан все-таки найден, когда аппарат совершал пролет мимо Южного полюса в середине 2005 года и обнаружил огромное темное образование, названное озером Онтарио. Однако «озеро» оказалось скоплением облаков, и хотя были получены свидетельства о наличии «береговой линии», озера Южного полюса были сухими. Наконец в июле 2006 года во время пролета мимо Северного полюса Титана радар «Кассини» обнаружил ряд низменных бассейнов, очевидно наполненных, с идеально гладкой радиопоглощающей поверхностью - неопровержимое доказательство того, что на Титане все-таки есть озера.

ВНУТРИ ТИТАНА
-


ЗАГАДКА МЕТАНА

Одним из безошибочных признаков того, что Титан и сегодня остается активным миром, считается наличие в его атмосфере метана. Метан - относительно нестабильная молекула, которая легко распадается под действием солнечной радиации. Даже большие объемы метана, которые на данный момент присутствуют в воздухе, исчезнут полностью примерно через 50 млн лет, поэтому из какого-то источника происходит явное его пополнение.

Один из возможных источников - лед от падающих комет - можно сразу исключить, поскольку обнаружены лишь незначительные следы других химических соединений. Остаются два возможных источника метана: вулканическая активность и продуцирующие метан бактерии. Отсутствие на Титане вулканов доказано, однако наличие жизни куда более интригующим вопрос

ПРОЕКЦИЯ МЕРКАТОРА Меркаторская проекция Титана, выполненная посадочным модулем «Гюйгенс». Проекция Меркатора - это особый тип цилиндрических карт, на которых линии долготы и широты пересекаются под прямым углом, поэтому ландшафтные образования кажутся более крупными при большей удаленности от экватора.
ПРОЕКЦИЯ МЕРКАТОРА Меркаторская проекция Титана, выполненная посадочным модулем «Гюйгенс». Проекция Меркатора - это особый тип цилиндрических карт, на которых линии долготы и широты пересекаются под прямым углом, поэтому ландшафтные образования кажутся более крупными при большей удаленности от экватора.


ВНУТРИ ТИТАНА

"Скользящая" поверхность Титана неопровержимо доказывает, что под ледяной корой скрывается океан воды глубиной, возможно, до сотен километров. Верхний слой толщиной примерно 100 км состоит преимущественно из водяного льда вперемешку с горными породами и из тонкого поверхностного слоя метанового льда. Океан, должно быть, холодный, а своим существованием он обязан изменениям в свойствах льда (как на Ганимеде и Каллисто), правда, считается, что воды здесь, вполне возможно, относительно теплые. По одной из моделей, ядро Титана состоит из твердой породы с достаточным количеством радиоактивного материала, что позволяет сохранять лежащий вверху океан в жидком состоянии.

Серия. "Солнечная система" 2013 N30

<< Предыдущая глава Следующая глава>>

Читайте по это же теме:


Сатурн - властелин колец
Характеристики Сатурна
Пояса, зоны, вихри и ветры
Радиоисточник у 80° с. ш. Магнитосфера Сатурна
Беспокойные кольца
Кольцо F, споки и новые идеи
Гипотезы о структуре колец
Споки
Спутники Сатурна
Сатурн. Окольцованная планета
Горы и "спицы" на кольцах Сатурна
Тайны колец Сатурна
Дожди и ледяные вулканы спутников Сатурна
"Громокипящая" глыба (Энцелад)
Фонтан на полтысячи километров (Энцелад)
Семена жизни (Энцелад)
И в воде не тонет!
Под тревожным знаком гексагона
Кто шествует рядом с Сатурном?
Планета становится Солнцем
Неизвестное космическое тело обречено наукой на гибель
Щепки небесной реки, насекомые звездного неба
Портретная галерея синьора Кассини
Тайна происхождения колец Сатурна
Странные озера Титана
Грандиозные фонтаны Энцелада
Внутренние спутники Сатурна
Титан (спутник Сатурна)