Содержание

Спутники планеты Сатурн

Подробно:


© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».

Вокруг Сатурна вращаются десятки спутников. В настоящее время известно 53 спутника, имеющие названия, около десятка небесных тел «ожидают» получения собственных имён после подтверждения своих траекторий полёта на предмет причастности к спутниковой системе Сатурна. Самый крупный спутник — Титан подробно описан в предыдущем разделе нашего сайта (перейти на «Спутник Титан»).

Размеры этих спутников Сатурна самые разные — от двух десятков километров в диаметре или в наибольшем сечении до полутора тысяч километров.


Спутники Сатурна

Спутники
рус./лат.
Большая полу­ось орби­ты (км) Диаметр (раз­меры)
(км)
Период обра­щения
(час)
Дата откры­тия
ПанPan1336002013,81990
АтласAtlas13770040×2014,451980
Проме­тейProme­theus139400140 ×100 ×7414,711980
ПандораPandora141700110 ×90 ×6615. 091980
Эпи­метейEpime­theus151400140 ×116 ×10016,661980
ЯнусJanus151500220 ×190 ×16016.671966
МимасMimas18550039422,621789
ЭнцеладEnce­ladus23800050232,891789
ТефияTethys294700104845,311684
ТелестоTelesto29470030 ×20 ×1645,311980
КалипсоCalypso 29470024 ×22 ×2245.311980
ДионаDione377400111865,691684
ЕленаHelene37740034 ×32 ×3065,741980
РеяRhea5270001528108,421672
ТитанTitan12219005150382,691655
Гипе­рионHype­rion1481000410 ×260 ×220510,641848
ЯпетIapetus356080014361903,91671
ФебаPhoebe1295400022013210,81898
 

Вот четыре наиболее крупных спутника, которые были открыты ещё в конце XVII века итальянским астрономом Кассини. Перечислим их в порядке увеличения их удаления от планеты (в скобках указаны диаметры спутников в километрах): Тефия (1048), Диона (1118), Рея (1528) и Я́пет (1436). Если Тефия вращается вокруг Сатурна на расстоянии около 295 тысяч км, то среднее расстояние от Я́пета до Сатурна составляет более 3,5 миллиона км. Я́пет считается внешним спутником, т.к. его орбита является внешней по отношению к орбите Титана.

В обычный телескоп только Титан виден как небольшой диск, остальные спутники выглядят как яркие точки. Все спутники повернуты к планете одной стороной, так же, как Луна к Земле.

Почти все орбиты спутников круглые и их плоскости параллельны плоскости экватора Сатурна. Исключение составляют орбиты Я́пета и Фебы, плоскости которых наклонены соответственно на 14,7° и 150°. Феба, самый отдалённый из всех описываемых нами здесь спутников, является единственным спутником, который обращается вокруг Сатурна в направлении, противоположном движению всех остальны́х спутников. Возможно, что Феба — это астероид, попавший в гравитационное поле Сатурна.

О влиянии особенностей движения спутников Сатурна на сохранение устойчивости структуры его колец мы уже упоминали. Уникальной особенностью движения спутников Сатурна является то, что у некоторых из них периоды обращения вокруг планеты соотносятся между собой как кратные величи́ны. Например, период обращения Мимаса составляет ровно половину периода обращения Тефии; такое же соотношение периодов обращения имеют Энцелад и Диона. Эффективные радиусы орбит Тефии, Телесто и Калипсо одинаковы, соответственно и периоды обращения этих спутников одинаковые. В результате указанных особенностей движения спутников их суммарное гравитационное поле во взаимодействии с полем тяготения планеты создаёт условия для удержания и движения колец вокруг Сатурна.

Плотность вещества спутников в целом низкая, менее 1,5 г/см³. Вероятнее всего, это потому, что основным компонентом их вещества является лёд. Предположительно, структура вещества такая: 30-40% каменистых пород и 60-70% льда.

Информация от АМС

Анализ информации, полученной от АМС, показывает, что чем дальше от Солнца расположены планеты и их спутники, тем ниже их плотность. В основном плотность спутников Сатурна более низкая, а содержание льда в них более высокое, чем у спутников Юпитера. наличие льда в недрах спутников в условиях повышения температуры ведёт к проявлениям геологической активности: вулканизм, гейзеры и т.п.

Один из крупнейших из этой группы спутников — Япет, его диаметр — 1436 км, имеет плотность, почти равную плотности льда. Яркость полушария, постоянно повернутого к Сатурну, в пять раз превышает яркость Сатурна. Эту особенность ещё в конце XVII века отметил Кассини. Обратное полушарие Я́пета более тёмное, возможно, потому, что на него попадают вещества с низкой отражательной способностью. По одной из гипотез, таким веществом может быть пыль с соседней планеты Фебы. Правда, соседство это не очень близкое: эффективный радиус орбиты Фебы почти на девять с половиной миллионов километров больше такого радиуса у Я́пета.

Рея — фото АМС Вояджер-1

Поверхность Реи, второго после Титана по размерам спутника Сатурна, покрыта многочисленными кратерами и напоминает равнинные места на поверхности Луны. Размеры кратеров различны: очень много мелких кратеров, но имеются и крупные — от 30 до 100 км в диаметре.

Спутник Диона, диаметр которого равен 1118 км, отличается самой высокой (после Титана) плотностью вещества. На каждой стороне спутника имеются свои особенности в морфологии поверхности. На одной стороне видны кратеры диаметром от 50 до 100 км, пересекающиеся светлыми полосами. На другой стороне полосы не просматриваются, яркость поверхности равномерная, видны равнинные участки с небольшим количеством кратеров.

Шестой по величине спутник Сатурна — Энцелад, открытый в 1789 году Гершелем, имеет самое высокое альбедо среди спутников во всей Солнечной системе. Космический аппарат «Кассини» хорошо «разглядел» спутник Энцелад, когда 11 августа 2008 года прошел всего в 50 км от его поверхности. Аппарат пролетел сквозь облака ледяных частиц, выбрасываемых гейзерами в районе южного полюса спутника. На Земле гейзеры выбрасывают кипящую воду и пар. Слово «гейзер» произошло от немецкого «heiß» («горячий»). На Энцеладе гейзеры совсем не похожи на земные.

В июле 2009 года от АМС «Кассини» получены и опубликованы детализированные данные о химическом составе водяных
выбросов гейзеров Энцелада, подтверждающие теорию о жидком океане как источнике водяных выбросов.

На Энцеладе действуют вулканы. Но эти вулканы необычные: из них извергается не раскалённая лава, а ледяные куски вместе с паром. Вид вулканов тоже необычен: это многочисленные разломы в ледяной поверхности. По краям разломов находятся обширные отложения ледяных частиц разной дисперсности. Активности гейзеров и вулканов на Энцеладе объясняется приливными силами, воздействующими на спутник со стороны Сатурна.

Зонду удалось запечатлеть несколько фонтанов высотой до 500 километров. Ученые даже предположили, что именно гейзеры Энцелада питают материей одно из колец Сатурна — кольцо Е. Очевидно, процессы, питающие ледяные гейзеры, должны быть очень мощными.

Из других спутников Сатурна отметим Ми́мас, имеющий огромный ударный кратер, равный почти трети диаметра спутника. Кратер носит имя Уильяма Гершеля, открывшего Ми́мас в 1789 году. Без сомнения, кратер Гершель — след от мощнейшего удара, полученного спутником при столкновении с каким-то небесным телом. Как после такого удара уцелел Ми́мас, остаётся загадкой.

© Владимир Каланов,
«Знания-сила»

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript. Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

Спутники Сатурна: рай для биологов?

| Поделиться Жизнь на спутниках Сатурна Титане или Энцеладе вполне возможна, полагают ученые, однако в крайне необычных и непривычных для нас формах. Самый большой спутник Сатурна Титан представляет большой интерес для астробиологов из-за сходства химического состава его атмосферы с земной в ту далекую эпоху, когда на нашей планете возникла жизнь.
Титан имеет плотную атмосферу, состоящую из азота и органических молекул, которые, как известно, являются основными строительными блоками жизни на Земле. Впрочем, до сих пор большинство ученых скептически относилось к шансам найти на Титане жизнь при температуре в среднем минус 178 градусов по Цельсию — скорость протекания необходимых для жизни химических реакций при столь низких температурах чрезвычайно низка. Тем не менее, обнаружение на Земле в экстремальных условиях примитивных форм микроорганизмов вселяет надежду на то, что и на Титане возможно существование локальных очагов жизни.

Как сообщает SpaceDaily, в докладе на ежегодной научной конференции по планетологии, которая на прошлой неделе проходила в Кембридже, Великобритания, группа ученых из университета штата Вашингтон в Сиэтле и Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио на основании обширной информации, собранной космическим зондом «Кассини-Гюйгенс», сделала вывод о том, что на Титане присутствуют основные условия для существования жизни в наше время – наличие резервуаров жидкого метана, органических соединений и мощных источников энергии.

Особенности облачного покрова и характер некоторых структурных образований на поверхности свидетельствуют о существовании кругооборота жидкого метана, подобного кругообороту воды на Земле. Активные вулканические процессы, зарегистрированные зондом, предполагают образование вблизи поверхности резервуаров, содержащих смесь воды и аммиака. На Земле жизнь сформировалась совершенно в других условиях, но это не означает, что формы земной жизни должны быть универсальны для Вселенной.

«Одним из вероятных мест обитания живых существ нам представляются горячие ручьи в тех местах, где они впадают в углеводородные озера, — полагает один из авторов доклада Дэвид Гринспун (David H. Grinspoon) из Юго-Западного исследовательского института. – В источниках энергии на Титане нет недостатка, потому что энергоемкие углеводородные соединения постоянно образуются в верхних слоях атмосферы в результате воздействия солнечного излучения на молекулы метана. В процессе кругооборота эти соединения оказываются на поверхности в жидких резервуарах. В частности, живые организмы в качестве источника энергии, поддерживающей обмен веществ, могут использовать процессы реакции ацетилена с водородом. Более того, эта энергия может быть также направлена на обогрев окружающей среды. Например, на участках поверхности, лишенных жидкости, естественный отбор будет отдавать предпочтение организмам, использующим энергию внутреннего метаболизма для создания локальных ниш жидкой среды». Более того — возможно, что уже собранная зондом «Гюйгенс» информация может содержать весомые аргументы наличия жизни на Титане.

В относительно горячих областях на Титане, по-видимому, нет недостатка. Одна из таких областей, имеющая к тому же совершенно неуместную на планете и стабильную во времени полукруглую форму, была обнаружена «Кассини» в мае 2005 года. Совсем недавно ученых потрясло известие о фонтанах воды, извергающихся из другого спутника Сатурна, Энцелада, в космическое пространство. Наличие на столь крохотном спутнике активных геологических процессов и, следовательно, источника тепла делает существование жизни и на нем теоретически возможным.

Илья Зуев, «Райффайзен банк»: Передовые технологии не помогут, если в ИБ-процессах отсутствуют качество и полнота

ИТ в банках

Спутники Сатурна

Сатурн является шестой по расположению от Солнца и второй по размерам (после Юпитера) планетой Солнечной системы. Его иначе еще называют газовым гигантом, а свое название он получил в честь римского бога земледелия.

На вопрос, сколько спутников у Сатурна, сложно дать точный ответ. До 1997 года астрономам было известно всего лишь 18 из них. В настоящее время с появлением новейших мощных телескопов удалось насчитать их гораздо больше. Естественные спутники Сатурна представлены приличным количеством (62 штуки — с подтвержденной орбитой). 53 из них обладают собственными названиями. Большая их часть состоит изо льда, горных пород и имеет небольшие размеры. Это объясняет их главную особенность — высокую способность отражать солнечный свет. В более крупных спутниках формируется каменистое ядро. Большинство из них (кроме Фебы и Гипериона) постоянно повернуто к планете только одной стороной.

Спутники Сатурна бывают регулярными и нерегулярными. Первых насчитывают 24 штуки, а вторых – 38. Движение регулярных спутников происходит почти по круговым орбитам, находящимся вблизи экваториальной плоскости планеты. Они вращаются исключительно в направлении вращения Сатурна. Это указывает на то, что регулярные спутники Сатурна сформировались в газопылевом облаке, которое окружало планету в период ее зарождения.

К нерегулярным представителям относятся планеты, движение которые отличается от всеобщих правил. У них может быть более вытянутая орбита или эксцентриситет, движение в обратном направлении по орбите или больший наклон к экваториальной плоскости. Нерегулярные спутники Сатурна по характеристикам своих орбит классифицируются на 3 группы:

  • гальскую;
  • инуитскую;
  • и норвежскую.

Они вращаются по хаотическим орбитам на далеком расстоянии от планеты. Это указывает на то, что Сатурн недавно захватил эти тела из пролетавших мимо него ядер комет или астероидов.

Самый большой спутник Сатурна – Титан. В Солнечной системе лишь он один имеет плотную атмосферу, а по величине он занимает почетное 2-е место. Его можно рассмотреть в телескоп, так как он меньше Земли всего лишь вдвое. Это очень интересное небесное тело, которое ученым удалось уже изучить достаточно хорошо. Обнаружено, что спутник Сатурна Титан обладает составом, предположительно очень схожим с составом Земли, которым она обладала в начале зарождения. Ученые высказывают мнение, что в его атмосфере также происходят процессы, которые миллиарды лет назад были характерными для нашей планеты.

Из-за своей непрозрачной газовой оболочки, имеющей толщину около 300 км, он был практически недоступен для астрономов, пытающихся измерить его диаметр. Только с появлением последних достижений в области телескопической техники проведенные исследования показали, что недра Титана могут состоять из равных частей замерзшей воды и твердых пород. В основном атмосфера его сформирована из азота, что делает его похожим на Землю.

Ранее существовала гипотеза, до сих пор не изжившая себя, о существовании на этом спутнике рек, озер и морей, образовавшихся из метана или из этана. Метан способен существовать в трех фазах и поддерживать подобие парникового эффекта, что и наблюдается на данном спутнике.

У Титана нет магнитного поля, а это значит, что он не имеет ядра, проводящего ток. Температура поверхности оценивается в 95 Кельвинов, а давление превышает земное в полтора раза. Низкая температура не дает образовываться более сложным органическим веществам. Однако у него есть свой магнитный хвост, образованный от взаимодействия с магнитным полем Сатурна, в магнитосфере которого Титан служит источником заряженных и нейтральных водородных атомов.

При изучении вопроса о том, сколько спутников у Сатурна, наверное, самым верным будет рассмотрение наиболее крупных. Одним из них является Мимос, обладающий огромным кратером под названием Гершель, который составляет в диаметре около 130 км. Это больше, чем размер многих спутников Сатурна. Диона, Тефия, Энцелад и Рея – все они относятся к крупным объектам и имеют глубокие кратеры и каньоны, а Энцелад является еще и самым светлым небесным телом Солнечной системы.

Титан, Рея, Япет, Диона, Тефия. Академическое представление о Титане

Долгое время считалось, что наша голубая планета — единственное место в Солнечной системе, где имеются условия для существования форм жизни. В действительности оказывается, что ближний космос является не таким уже и безжизненным. Сегодня можно смело утверждать – в пределах досягаемости землян есть миры во многом схожие с нашей родной планетой. Об этом свидетельствуют интересные факты, полученные в результате исследований окрестностей газовых гигантов Юпитера и Сатурна. Безусловно, там нет рек и озер с прозрачной и чистой водой, а на бескрайних равнинах не зеленеет трава, но при определенных условиях человечество могло бы заняться их освоением. Одним из таких объектов в Солнечной системе является Титан — самый крупный спутник Сатурна.

Представление крупнейшего спутника Сатурна

Титан сегодня беспокоит и занимает умы астрономического сообщества, хотя совсем недавно на это небесное тело, как и на другие подобные объекты Солнечной системы , мы взирали без особого энтузиазма. Только благодаря полетам межпланетных космических зондов обнаружилось, что на данном небесном теле существует жидкая материя. Оказывается, недалеко от нас существует мир с морями и океанами, с твердой поверхностью, окутанной плотной атмосферой, очень напоминающей по строению земную воздушную оболочку. Размеры спутника Сатурна тоже впечатляют. Его диаметр составляет 5152 км, на 273 км. больше чем у Меркурия – первой планеты Солнечной системы.

Ранее считалось, что диаметр Титана составляет 5550 км. Более точные данные о размерах спутника были получены уже в наше время, благодаря полетам космического аппарата «Вояджер-1» и миссии зонда «Кассини-Гюйгенс». Первый аппарат сумел обнаружить на спутнике плотную атмосферу, а экспедиция АМС «Кассини» позволила измерить толщину воздушно-газовой оболочки, которая составляет более 400 км.

Масса Титана — 1,3452·10²³ кг. По этому показателю он уступает Меркурию , как и по плотности. Далекое небесное тело имеет низкую плотность — всего 1,8798 г/см³. Эти данные говорят в пользу того, что строение спутника Сатурна существенно отличается от строения планет земной группы, которые на порядок массивнее и тяжелее. В системе Сатурна – это самое крупное небесное тело, масса которого составляет 95% массы остальных 61 известных лун газового гиганта.

Удачно и расположение крупнейшей Титана. Он бежит по орбите радиусом 1 221 870 км со скоростью 5,57 км/с и пребывает вне колец Сатурна. Орбита у этого небесного тела имеет практически круговую форму и находится в одной плоскости с экватором Сатурна. Период обращения Титана вокруг материнской планеты составляет почти 16 суток. Причем в этом аспекте Титан идентичен с нашей Луной, совершающей вращение вокруг собственной оси синхронно со своим хозяином. Спутник всегда повернут к материнской планете одной стороной. Орбитальные характеристики крупнейшей луны Сатурна обеспечивают на ней смену времен года, однако ввиду значительной удаленности этой системы от Солнца, времена года на Титане достаточно продолжительны. Последний летний сезон на Титане закончился в 2009 году.

Своими размерами и массой он похожа на два других крупнейших спутника Солнечной системы — Ганимед и Каллисто. Такие крупные размеры свидетельствуют о планетарной теории происхождения этих небесных тел. Подтверждает это и поверхность спутника, на которой присутствуют следы активной вулканической деятельности, что является характерной особенностью планет земной группы.

Впервые фото поверхности спутника Сатурна удалось получить с помощью зонда «Гюйгенс», благополучно опустившегося на поверхность этого небесного объекта 14 января 2005 года. Уже беглый взгляд на снимки давал все основания считать, что перед землянами открывается новый загадочный мир, живущий своей космической жизнью. Это не Луна , безжизненная и пустынная. Это мир вулканов и метановых озер. Допускается, что под поверхностью находится обширный океан, возможно состоящий из жидкого аммиака или из воды.

Посадка «Гюйгенса»

История открытия Титана

Впервые о существовании спутников Сатурна догадывался еще Галилей. Не имея технической возможности наблюдать столь удаленные объекты, Галилей предсказывал их существование. Только Гюйгенс, у которого уже был мощный телескоп, способный в 50 раз увеличивать объекты, приступил к исследованию Сатурна. Именно ему удалось обнаружить столь крупное небесное тело, вращающееся вокруг окольцованного газового гиганта. Произошло это событие в 1655 году.

Однако с названием нового небесного тела пришлось подождать. Первоначально ученые сходились во мнении дать открытому небесному телу название в честь его открывателя. После того, как итальянец Кассини открыл еще и другие спутники газового гиганта, сошлись во мнении нумеровать новые небесные тела системы Сатурна.

Эта идея не получила продолжения, так как впоследствии были открыты и другие объекты в окрестностях Сатурна.

Обозначение, которое мы используем сегодня, было предложено англичанином Джоном Гершелем. Сошлись во мнении, что наиболее крупные спутники должны носить мифологические названия. Благодаря своим размерам Титан оказался первым в этом списке. Остальные семь крупных спутников Сатурна получили названия, созвучные именам титанов.

Атмосфера Титана и ее особенности

Среди небесных тел Солнечной системы Титан обладает едва ли не самой любопытной воздушной оболочкой. Атмосфера спутника оказалась на деле плотным слоем облаков, которые долгое время мешали получить визуальный доступ к самой поверхности небесного тела. Плотность воздушно-газового слоя настолько велика, что у поверхности Титана атмосферное давление в 1,6 раз выше земных параметров. По сравнению с земной воздушной оболочкой, атмосфера на Титане имеет значительную толщину.

Основным компонентом титановой атмосферы является азот, доля которого составляет 98,4%. Примерно 1,6% приходятся на аргон и метан, которые в основном находятся в верхних слоях воздушной оболочки. С помощью космических зондов в составе атмосферы были обнаружены и другие газообразные соединения:

  • ацетилен;
  • метилацетилен;
  • диацетилен;
  • этан;
  • пропан;
  • углекислый газ.

В малых количествах присутствует циан, гелий и угарный газ. Кислорода в свободном виде в атмосфере Титана не выявлено.

Несмотря на столь высокую плотность воздушно-газовой оболочки спутника, отсутствие сильного магнитного поля отражается на состоянии поверхностных слоев атмосферы. Верхние слои атмосферы подвержены воздействию солнечного ветра и космической радиации. Азот (N) под воздействием этих факторов вступает в реакцию, образуя целый ряд любопытных азотосодержащих соединений. Большая часть некоторых соединений оседает на поверхность спутника, придавая ей слегка оранжевый оттенок. Интересна и история с метаном. Его состав в атмосфере Титана стабилен, хотя из-за внешнего воздействия этот легкий газ мог бы уже давно улетучиться.

Рассматривая атмосферу спутника по слоям, можно заметить любопытную деталь. Воздушная оболочка на Титане растянута в высоту и четко разделена на два слоя — приповерхностный и высотный. Тропосфера начинается на высоте 35 км. и заканчивается тропопаузой на высотах в 50 км. Здесь присутствуют стабильно низкие температуры -170⁰ С. Далее, с высотой температура снижается до отметки -120 градусов Цельсия. Ионосфера у Титана начинается на высоте 1000-1200 км.

Предполагается, что такой состав атмосферы Титана обусловлен его активным вулканическим прошлым. Насыщенные парами аммиака воздушные слои под воздействием космического ультрафиолета разложились на азот и водород, а другие компоненты являются следствием физико-химических реакций. Как более тяжелый, азот опустился и стал основным компонентом титановой атмосферы. Водород же из-за слабых сил гравитации спутника улетучился в космическое пространство.

Слои атмосферы Титана, взаимодействие ее химического состав с магнитным полем небесного тела способствуют тому, что на спутнике присутствует собственный климат. Сезоны на Титане меняются подобно земным временам года. В то время когда одна сторона спутника обращена к Солнцу, Титан погружается в лето. В его атмосфере бушуют штормы и ураганы. Нагреваемые солнечным светом воздушные слои находятся в постоянной конвекции, порождая сильные ветры и значительные перемещения облачных масс. На высотах 30 км скорость ветров достигает 30 м/с. Чем выше, тем турбулентность воздушных масс интенсивнее и мощнее. В отличие от Земли, облачные массы на Титане сконцентрированы в полярных областях.

Концентрация метана в верхних слоях атмосферы объясняет повышение температуры на поверхности спутника вследствие парникового эффекта. Однако наличие в составе воздушных масс органических молекул позволяет ультрафиолету свободно проникать в обе стороны, охлаждая поверхностный слой титановой коры. Температура поверхности составляет -180⁰С. Разница между температурами на полюсах и на экваторе незначительна — всего 3 градуса.

Высокое давление и низкие температуры способствуют тому, что молекулы воды в атмосфере спутника полностью испаряются (вымерзают).

Строение спутника: от внешней оболочки к ядру

Предположение и догадки о строении столь крупного небесного тела в основном строились на данных земных оптических наблюдений. Плотная атмосфера Титана склоняла ученых в сторону гипотезы о газовом составе спутника, сродни составу материнской планеты. Однако после полетов космических зондов «Пионер-11» и «Вояджер-2» стало понятно, мы имеем дело с небесным телом, структура которого тверда и устойчива.

Сегодня считается, что Титан имеет кору, подобную земной. Диаметр ядра — ориентировочно 3400 км, что составляет более половины диаметра небесного тела. Между ядром и корой существует ледяная прослойка, которая отличается по своему составу. Вероятно, на определенных глубинах лед трансформируется в жидкую структуру. Сравнение снимков, сделанных с борта АМС «Кассини» с разницей в два года, указали на наличие смещения поверхностного слоя спутника. Эта информация дала учеными повод считать, что поверхность спутника покоится на жидкой прослойке, которая состоит из воды и растворенного аммиака. Смещение коры вызвано взаимодействием гравитационных сил и циркуляцией атмосферы.

По своему составу Титан — это соединение льда и силикатных пород в равных пропорциях, что очень похоже на внутреннее строение Ганимеда и Тритона. Однако в силу наличия плотной воздушной оболочки, строение спутника имеет свои отличия и специфику.

Главные особенности далекого спутника

Уже только одно наличие у Титана атмосферы делает его уникальным и интересным для последующего изучения. Другое дело, что главной изюминкой далекого спутника Сатурна является наличие на нем больших объемов жидкости. Для этой несостоявшейся планеты характерны озера и моря, в которых вместо воды плещутся волны метана и этана. Спутник имеет на поверхности скопления космического льда, который обязан своим происхождением воде и аммиаку.

Доказательством существования на поверхности Титана жидкой материи стали снимки огромного бассейна, по площади превышающего размеры Каспийского моря. Огромное море жидких углеводородов получило название море Кракена. По своему составу это огромный естественный резервуар сжиженных газов: этана, пропана и метана. Другое крупное скопление жидкости на Титане – море Лигеи. Большинство озер сосредоточено в северном полушарии Титана, что увеличивает в разы отражающую способность далекого небесного тела. После миссии «Кассини» стало ясно, что поверхность на 30-40% покрыта жидкой материей, собравшейся в естественных морях и озерах.

Такое огромное количество метана и этана, пребывающих в замороженном состоянии, способствует развитию определенных форм жизни. Нет, это не будут привычные земные организмы, однако в таких условиях живые организмы на Титане могут иметь место. На спутнике достаточно компонентов и химических веществ для образования организмов и их последующего существования.

Хронология современных исследований Титана

Начиналось все со скромной миссии американского зонда «Пионер-11», который сумел в 1979 году дать учеными первые снимки далекого спутника. Долгое время информация, полученная с борта «Пионера», мало интересовала астрофизиков. Прогресс в изучении окрестностей Сатурна наступил после визитов в эту область Солнечной системы «Вояджеров», которые дали более подробные снимки спутника, сделанные с расстояния в 5000 км. Ученые получили более точные данные о размерах этого гиганта, нашла свое подтверждения версия о существовании плотной атмосферы спутника.

Полет «Пионера»

Инфракрасные снимки, сделанные с борта космического телескопа «Хаблл», предоставили ученым информацию о составе атмосферы спутника. Впервые были выявлены на планетарном диске светлые и темные области, природа которых оставалась неизвестной. Впервые родилась теория о том, что поверхность Титана покрыта в некоторых местах льдом, который увеличивает отражающую способность небесного тела.

Успех в области исследований пришел вместе с информацией, полученной с борта автоматической межпланетной станции «Кассини». Начатая в 1997 году миссия «Кассини» выступает общей разработкой ЕКА в НАСА. Основным направлением исследований стал Сатурн, однако не остались без внимания и его спутники. Так для изучения Титана в программу полета был включен этап посадки на поверхность спутника Сатурна зонда «Гюйгенс». Этот аппарат, созданный усилиями специалистов НАСА и итальянского космического агентства, команда которого решила отметить, таким образом, юбилей своего славного соотечественника Джованни Кассини, должен был опуститься на поверхность Титана.

«Кассини» на орбите Сатурна

В течение 4 лет продолжалась работа «Кассини» в окрестностях Сатурна. За это время АМС пролетела двадцать раз вблизи Титана, постоянно получая новые данные о спутнике и о его поведении. Уже одна посадка зонда «Гюйгенс» на Титан, свершившаяся 14 марта 2007 года, считается грандиозным успехом всей миссии. Несмотря на это, учитывая технические возможности станции «Кассини» и ее большой потенциал, было принято решение продолжить исследования Сатурна и его спутников до 2017 года.

Полет «Кассини» и посадка аппарата «Гюйгенс» предоставили ученым исчерпывающую информацию о том, каким на самом деле является Титан. Фотоснимки и видеосъемка поверхности спутника Сатурна показали, что верхние слои коры — смесь грязи и газового льда. Основными фрагментами грунта являются камни и галька. Ландшафт Титана представляет собой чередование твердых возвышенных участков с низменностями. Во время приземления делались снимки ландшафта, на которых четко отмечались русла рек и береговая линия.

Фото Титана с борта «Гюйгенса»

Титан сегодня и завтра

Чем закончится дальнейшее изучение самого крупного спутника, неизвестно. Предполагается, что созданные в земных лабораториях условия, подобные тем, которые существуют на Титане, прольют свет на версию о возможности существования форм жизни. Полеты космических зондов в эту область космоса пока не планируются. Полученная информация является достаточной для того, чтобы смоделировать Титан в земных условиях. Насколько эти исследования будут полезны, покажет время. Остается только ждать и надеяться на то, что Титан раскроет в дальнейшем свои тайны, давая надежду на свое освоение.

Область, похожую по своей геологической структуре на поверхность Земли, на Титане впервые обнаружили в 1994 году с помощью орбитального телескопа «Хаббл». Но детально рассмотреть тогда ее было невозможно. И к Сатурну, спутником которого является Титан, 15 октября 1997 года стартовала американская межпланетная станция «Кассини».

14 января 2005 года, отделившись от станции «Кассини», в плотную атмосферу Титана вошел спускаемый аппарат «Гюйгенс». А сама станция, как в 2005, так и в 2007 годах, передавала в центр управления снимки поверхности спутника Сатурна.
Полученные со станции фотографии произвели на ученых большое впечатление. Снимки местности, носящей название Фенсал, очень напоминали земную пустыню Калахари. А участок с названием Белет — пустыню Руб-эль-Хали в Омане. Дюны имеют высоту около 100 метров, ширину от одного до двух километров, и протяженность в сотни километров. Недалеко от северного полюса Титана отчетливо просматривались соединенные каналами крупные озера. Удалость даже рассмотреть, как по каналам что-то течет. Местность поразительно была схожа с Канадой, Финляндией или Карелией. Обнаружена и крупная река, похожая на египетский Нил. Она имеет протяженность около 400 километров и впадает в море. Это первая открытая в Солнечной системе внеземная река. А Титан — первый внеземной мир, на поверхности которого находится какая-то жидкость. Сходство Титана с Землей дополняет и то, что он имеет плотную атмосферу, в которой плавают облака, образуется туман и идут дожди. Именно благодаря наличию атмосферы, спутник Юпитера всегда вызывал интерес астрономов. Наличие атмосферы открыл в 1944 году американский астроном Джерард Койпер. И на 95 процентов она состоит из азота. Кислорода в ней практически нет. И размер Титана впечатляет, он уступает только спутнику Сатурна Ганимеду. И на Титане существуют, как и на Земле, времена года. Несмотря на схожесть фотографий поверхности Титана с земным ландшафтом, между Титаном и Землей есть существенная разница. Температура загадочного спутника Сатурна отличается от земной на 100, а в некоторых областях и на 200 градусов. Со знаком минус. Именно поэтому в его озерах и каналах течет не вода. Это жидкие углеводы, состоящие из смеси метана и этана. А точнее, из 80 процентов этана, 10 процентов метана и, приблизительно, 8 процентов пропана. Оставшиеся 2 процента приходятся на бутен, бутан и ацетилен. Проще говоря, Титан представляет собой естественный склад сжиженного газа. И, похоже, крупнейший в Солнечной системе. Просто голубая мечта всех газодобывающих компаний. Общие запасы углеводородного горючего на Титане в несколько раз превышают запасы нашей планеты. Передал снимки на Землю и спускаемый аппарат «Гюйгенс». В кадр попали галька и крупные камни. Некоторые из них достигают диметра около двух метров. И поверхность их словно отполирована. Ученые выдвинули предположение, что камни могут состоять из обычной воды с примесью аммиака. При температуре около минус 180 градусов, вода приобретает необыкновенную прочность. Нашлось объяснение и наполняющему местные пустыни «песку». Он может представлять собой выпадающие из атмосферы замерзшие углеводороды. По земным понятиям, это, скорее, не «песок», а «снег». Несмотря на внешнее сходство с нашей планетой, вряд ли на Титане возможна разумная жизнь. Почти двухсотградусные морозы сильно затрудняют образование и развитие высокоорганизованных форм жизни. Но простейшая жизнь на нем может существовать. В 2010 году группа специалистов NASA заявила, что они обнаружили явные признаки простейших форм жизни на Титане. Только не привычной нам кислородно-водородной, а метаново-водородной. Впоследствии это заявление подтверждений не нашло, но полностью исключать такую возможность нельзя. Биологи не могут дать однозначного ответа на вопрос о возможности существовании жизни при температуре около минус 180 градусов. Поэтому и отвечают уклончиво, что нашей науке подобные существа пока не известны. Правда, один исследователь из NASA Крис Маккей допускает существование на Титане жизни, которая вполне может использовать вместо кислорода находящийся в атмосфере Титана водород. Только, если удастся найти жизнь на спутнике Сатурна, то она вряд ли будет похожа на что-либо нам известное. Выдвигается и гипотеза, что под стокилометровой толщей льда может располагаться океан из смеси воды с аммиаком. В котором возможно существование новых, неизвестных нам форм жизни. Предполагаемый срок работы станции «Кассини» составлял четыре года. Потом его продлили до 2010 года. Затем до 2017 года. Похоже, что и Сатурн, и Титан продолжают представлять для исследователей определенный интерес.

Второй по величине в Солнечной системе после Ганимеда (Юпитер). По своему строению данное тело очень похоже на Землю. Атмосфера его также имеет сходство с нашей, а в 2008 году на Титане был обнаружен крупный подземный океан. По этой причине многие ученые предполагают, что именно этот спутник Сатурна станет в будущем обителью человечества.

Титан — спутник, который имеет массу, равную приблизительно 95 процентам массы всех Сатурн. Сила тяжести составляет примерно седьмую часть от на Земле. Это единственный спутник в нашей системе, который обладает плотной атмосферой. Исследование поверхности Титана затруднено из-за густого облачного слоя. Температура составляет минус 170-180 градусов, а давление у поверхности в 1,5 раза выше, чем у Земли.

Есть на Титане озера, реки и моря из этана и метана, а также высокие горы, которые состоят в основном изо льда. По предположениям некоторых ученых, вокруг каменного ядра, которое в диаметре достигает 3400 километра, есть несколько ледяных слоев с различными типами кристаллизации, а также, возможно, один слой из жидкости.

В ходе исследований на Титане был обнаружен огромный углеводородный бассейн — море Кракена. Его площадь составляет 400 050 квадратных километров. Согласно компьютерным расчетам и снимкам, сделанным с космического аппарата, состав жидкости во всех озерах приблизительно такой: этан (около 79 %), пропан (7-8 %), метан (5-10 %), водорода цианид (2-3 %), ацетилен, бутан, бутен (около 1 %). Согласно другим теориям, основными веществами являются метан и этан.

Титан — спутник, атмосфера которого в толщину достигает примерно 400 километров. Она содержит слои углеводородного “смога”. По этой причине поверхность данного небесного тела невозможно наблюдать при помощи телескопа.

Планета Титан получает очень мало энергии Солнца для обеспечения динамики процессов в атмосфере. Ученые высказали мнение, что энергию для перемещения атмосферных масс обеспечивает сильное приливное воздействие планеты Сатурн.

Вращение и орбита

Радиус орбиты Титана составляет 1221870 километров. За ее пределами нахдятся такие спутники Сатурна, как Гиперион и Япет, а внутри — Мимас, Тефия, Диона, Энцелад. Орбита Титана проходит вне

Полный оборот вокруг своей планеты Титан-спутник делает за пятнадцать дней, двадцать два часа и сорок одну минуту. Скорость движения по орбите равна 5,57 километрам в секунду.

Как и многие другие, спутник Титан относительно Сатурна вращается синхронно. Это означает, что время вращения его вокруг планеты и вокруг своей оси совпадают, в результате чего Титан всегда повернут одной стороной к Сатурну, поэтому на поверхности спутника есть точка, в которой Сатурн всегда представляется висящим в зените.

Наклон оси вращения Сатурна обеспечивает на самой планете и ее спутниках. Например, последнее лето на Титане закончилось в 2009 году. При этом длительность каждого сезона составляет примерно семь с половиной лет, так как полный оборот вокруг звезды Солнце планета Сатурн делает за тридцать лет.

Иногда нашу голубую Землю называют планета-океан. Но этому названию соответствует в большей мере достаточно интересный спутник Сатурна Титан. На нем обнаружена вода, покрывающая его поверхность бескрайним океаном. Возможно, именно там сейчас под оранжевой атмосферой и под мощной ледяной корой, в глубинах холодных вод зарождается жизнь?

Титан — второй по величине спутник в Солнечной системе, его диаметр составляет 5152 километров. Только спутник Юпитера Ганимед (диаметр 5268 километров) превосходит его по величине. Титан обращается по слегка эллиптической орбите вокруг Сатурна, и сама его орбита проходит за знаменитыми кольцами планеты-гиганта. Обнаружил этот интересный спутник Сатурна голландский астроном Христиан Гюйгенс в 1655 году, а название «Титан» стало общеизвестным и принятым только с 1847 года, когда была опубликована статья Джона Гершеля, предложившего это имя крупнейшему спутнику Сатурна.

Подобно нашей Луне, Титан демонстрирует феномен синхронного вращения относительно Сатурна, то есть всегда обращен к планете одной стороной. Он обходит гиганта за 15 дней, 22 часа и 41 минуту, совершая точно один оборот вокруг своей оси вращения. Этот временной баланс возникает благодаря приливным явлениям, возникающим на спутнике из-за сил притяжения.

Космический аппарат «Вояджер» впервые исследовал Титан, увидел его плотную и непрозрачную атмосферу и точно измерил диаметр. В итоге он оказался геологически активным небесным телом — ядро Титана согревает спутник изнутри, а наружный слой ледяной «коры», расположенный под 400-километровой атмосферой охлажден до -180 °C! В самой же атмосфере львиную долю составляет азот, кислород полностью отсутствует, и еще есть примеси аргона и метана.

Миссия «Кассини» шестикратно пролетала мимо Титана и подробно его исследовала с 2006 года по 2011 год. Форма поверхности спутника при его прохождении по орбите изменялась — поскольку орбита эллиптическая, в моменты минимального приближения к Сатурну Титан становился слегка «вытянутым» из-за приливных горбов, а на максимальном отдалении — практически сферическим. При этом приливные горбы, изменяя диаметр спутника, увеличивали его почти на 10 метров! Это значит, что под твердой корой есть легко подвижный слой.

Скорее всего, это вода, причем целый «титанический» океан! Он может иметь огромную глубину и простираться до 200 километров в глубь от «коры» толщиной в 50 километров. Проявления вулканизма могут быть источниками метана, обнаруженного в большом количестве в верхней атмосфере спутника.

Это должно приводить к возникновению парникового эффекта и повышению температуры в атмосфере спутника. Но в нижних слоях стоит густой оранжевый туман, состоящий из органических молекул, и он хорошо поглощает солнечное излучение и выпускает наружу инфракрасное излучение от поверхности. Этот «антипарниковый» эффект охлаждает поверхность Титана примерно на 10 градусов.

Климат Титана — настоящий ребус для ученых-климатологов. Какова роль метана, спутника нефтяных месторождений на Земле в формировании «титанической» погоды? Предполагают, что моря из этого сжиженного газа могут колыхаться на его ледяной «коре», испаряться и конденсироваться в облака, проливаться метановыми дождями на поверхность.

Тем не менее, этот круговорот метана в атмосфере спутника должен пополняться из глубинных источников (подобно круговороту воды на Земле). Следует заметить, что метан — это летучее и неустойчивое химическое соединение, поэтому-то в атмосфере и были обнаружены многочисленные варианты органических молекул. Спускаемый аппарат «Гюйгенс» позволил создать модель циркуляции атмосферы Титана. Однако еще далеко не все загадки таинственного Спутника Сатурна разгаданы — многие из них по-прежнему ждут тех, кто сможет дать на них исчерпывающие ответы.

Титан один из 62 спутников планеты Сатурн, 6-ой планеты Солнечной системы. Его поверхность похожа на поверхность Земли, на поверхности можно встретить горы и равнины, как на Земле. Но самое главное на Титане найдены реки, озера и даже моря, такой находки ученые не наблюдали больше нигде в Солнечной системе, кроме Земли. Если здесь имеется вода, то он может быть обитаемым. Для того чтобы это узнать, нужно было определить, откуда на спутнике Сатурна взялась вода. После изучения поверхности Титана, исследовательской обсерваторией “Касини”, запущенной из США, штат Флорида в 1997 году, оказалось, что на Титане, как и на Земле, идут дожди.

Титан – Самый крупный спутник Сатурна.

Дожди на спутнике Сатурна сильно отличаются от земных дождей. У дождя Титана капли в двое больше и их скорость падения на поверхность спутника в 10 раз меньше. После подробного и долгого изучения дождя было установлено, что капли состоят не из воды, а из метана. Но это не значит что там нет воды. Вода была обнаружена, но не сразу, ее не искали в камнях, которыми вода стала из-за низкой температуры. Ведь температура на спутнике Сатурна опускается до -180°C

Взяв во внимание то, что метан – это газ, который вырабатывают бактерии, ученые уже выдвинули предположение, что Титан обитаем. Тут мнения ученых разделились: первая половина ученых считает, что здесь могут существовать максимум микроорганизмы; но вот другие ученые абсолютно противоположного мнения и заявляют, что Титан населяет разумная внеземная цивилизация. Мнения ученых сходятся в одном – эта форма жизни абсолютно не похожа не земную. Но пока никакая жизнь не была обнаружена.

На Титане существует плотная атмосфера, что дает возможность существования жизни. Эта атмосфера очень похожа на земную, есть только небольшое отличие – у Земли 1/3 воздуха это кислород, а 2/3 это азот. У титана воздух состоит почти из чистого азота, для человека это благоприятный газ не опасный для дыхания. Давление воздуха здесь немного больше чем на Земле.

Ученые всего мира работают над программой освоения Титана. На сегодня главная задача- построить космический корабль, для отправления его на спутник Сатурна. В дальнейшем, если это будет нужно, он может стать запасной планетой для людей, но до этого еще далеко. Все что сейчас нам остается это только размышлять на эту тему и изучать спутник Сатурна.

Теория о внеземной жизни.

Если говорить о возможности внеземной жизни и верить в теорию о , которая говорит о том, что наша Вселенная не уникальна и существует множество других Вселенных, похожих на нашу, но немного отличаются. Если верить в эту теорию, то внеземная жизнь может существовать совсем не там, где мы ищем. Другая форма жизни может существовать на нашей планете, но в параллельной Вселенной.

Нет вестей с Титана Ученые пытаются «оживить» спутник Сатурна: Наука и техника: Lenta.ru

В выходные многие СМИ у нас и за рубежом сообщили, что на одном из спутников Сатурна — Титане — обнаружены признаки жизни. Как часто бывает, сенсационная новость была несколько раздута, причем на этот раз значение обнаруженных фактов преувеличили не журналисты, а сами ученые.

Титан – это шестой и самый крупный спутник Сатурна, а заодно второй по размеру спутник Солнечной системы. Его диаметр в полтора раза больше Луны, а масса позволяет удерживать достаточно плотную атмосферу. Из всех небесных тел, обращающихся вокруг Солнца, Титан больше всего напоминает нашу планету, правда, не ту планету, что мы знаем сегодня, а совсем молодую Землю, на которой еще не появились существа, способные производить кислород. Еще одно небольшое отличие состоит в том, что Титан – это юная Земля, охлажденная до 90 кельвинов (минус 183,15 градуса Цельсия).

Титан очень интересовал ученых, но вплоть до 2004 года они не могли как следует исследовать его из-за оранжевой дымки, которая заполняет атмосферу сатурнианской луны и скрывает все детали поверхности Титана. Несколько миллиардов лет назад такая же дымка покрывала Землю и, как недавно предположили ученые, выполняла функции озонового слоя, то есть защищала нашу планету от ультрафиолетового излучения Солнца.

Много интересного

Узнать, что же скрывает Титан, исследователи смогли благодаря зонду «Кассини» (Cassini), который добрался до планеты-гиганта и его спутников в 2004 году. Оптика зонда способна «видеть» сквозь дымку, непрозрачную на большинстве частот. Анализируя собранные «Кассини» данные, ученые смогли за несколько лет существенно расширить свои представления о Титане, и он стал еще более интересным объектом для изучения, чем раньше.

В частности, ученые выяснили, что на шестом спутнике Сатурна существуют погодные циклы, похожие на земные. Пока Титан и Земля остаются единственными объектами в Солнечной системе, на которых есть это явление. Кроме того, ученые нашли на поверхности сатурнианской луны озера из жидких углеводородов, а потом определили их состав и выяснили, что они могут путешествовать от одного полюса спутника на другой. Еще на Титане обнаружился туман и голыши, созданные не водой, а жидким метаном.

В общем, Титан казался вполне подходящим местом для поддержания жизни – но не кислородной, как на Земле, а метановой. Гипотетические обитатели Титана должны отлично чувствовать себя в жидких метановых озерах и питаться ацетиленом. Однако именно ацетилена на Титане оказалось неприятно мало – около нескольких сотен частей на миллион. Правда, позже были получены данные, указывающие, что концентрация этого вещества в озерах Титана может достигать десятков тысяч частей на миллион. Как это открытие должно сказаться на судьбе гипотез об обитаемости Титана, авторы не указывали. Более того, они отмечали, что считают рассуждения о «метановой жизни» на спутнике Сатурна спекулятивными.

Что-то живое

Но подобное мнение разделяют далеко не все астрофизики и астробиологи. Одна из групп, уверенных, что жизнь на Титане может существовать, опубликовала статью, подтверждающую такую точку зрения, в журнале Journal of Geophysical Research. Исследователи составили карту распределения углеводородов на поверхности Титана и заключили, что ацетилена там катастрофически мало. Наиболее возможной причиной исчезновения вещества авторы назвали прожорливость обитателей Титана – гипотетические живые существа, по мнению ученых, просто съедают большую часть попадающего на поверхность ацетилена, который является для них самым лучшим источником энергии.

Выводы этой группы специалистов подтвердили их коллеги, опубликовавшие статью в журнале Icarus. Они сосредоточились на изучении водорода на Титане – ученые выяснили, что газ таинственным образом исчезает при движении от верхних слоев атмосферы к поверхности луны. До сих пор большинство моделей предполагало, что водород, образующийся при попадании ультрафиолетовых лучей на заполняющие атмосферу ацетилен и метан, должен распределяться в пространстве более или менее равномерно. Авторы статьи в Icarus сочли, что водород поглощают «метановые» живые существа – приблизительный расчет их метаболизма показывает, что это вещество также необходимо им для существования. Исчезать иным путем, например реагируя с какими-либо другими веществами, водород вряд ли может – на Титане слишком холодно для протекания химических реакций. Чтобы стимулировать превращение химических элементов, шестому спутнику Сатурна необходим какой-нибудь катализатор – вещество, позволяющее запустить реакцию, — который ученые пока не нашли.

Однако в обязательности существования на Титане голодных аборигенов уверены далеко не все исследователи. Скептики полагают, что недостаток и ацетилена, и водорода вполне может объясняться без участия живых существ. Так, ацетилен, таинственным образом пропадающий у поверхности, может под воздействием солнечного излучения просто превращаться в более сложные вещества. Исчезновение водорода, по мнению критиков гипотезы об обитаемости Титана, также может быть объяснено каким-либо химическим процессом.

Некоторые российские специалисты также считают, что доводы в пользу возможной жизни на Титане пока слишком зыбкие. В интервью агентству ИТАР-ТАСС доцент МФТИ, старший научный сотрудник института космических исследований РАН Александр Родин, занимающийся изучением Титана, заявил следующее: «Информация в пресс-релизе NASA — вещь серьезная, а группа, опубликовавшая это сообщение, — авторитетная. Если они сочли нужным высказать такую гипотезу, такова их политика. Но прорывных чисто научных публикаций на эту тему не было, потому с научной точки зрения обсуждать нечего».

Трудно не согласиться с тем, что фактов, однозначно доказывающих наличие на Титане жизни, ученым найти не удалось. Так что пока в Солнечной системе остается только одна достоверно обитаемая планета.

Спутник с собственной плотной атмосферой. Удивительный титан, спутник сатурна


Особый интерес для исследователей Солнечной системы представляет самый большой спутник Сатурна Титан. Он принадлежит к числу крупнейших спутников планет. По данным «Вояджеров», диаметр Титана равен 5150 км. По своим размерам и массе он немного уступает только спутнику Юпитера Ганимеду и примерно в 2 раза превосходит нашу Луну.

Титан — единственный из спутников, обладающий плотной атмосферой. Еще из наземных наблюдений было известно, что в его атмосфере присутствует метан. Спектральные наблюдения, выполненные «Вояджером-1», подтвердили наличие метана, но одновременно показали, что его содержание в атмосфере невелико — около 1%, тогда как на 85 % атмосфера состоит из азота (в основном молекулярного) и на 12% — из инертного аргона. В небольших количествах обнаружен цианистый водород (НСМ) — синильная кислота (очень сильный яд), а также молекулярный водород.

Атмосферное давление у поверхности Титана примерно в 1,5 раза превышает атмосферное давление на поверхности Земли; температура составляет около -180 °С. Это близко к так называемой тройной точке метана, то есть температуре, при которой он может находиться одновременно в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Вероятно, атмосфера Титана имеет сходство с первичными газовыми оболочками, какие имели Венера, Земля и Марс на заре своего существования. Но в отличие от этих планет на Титане температуры настолько низкие, что атмосфера могла сохраниться в своем первозданном виде. Следовательно, ее изучение могло бы пролить свет на проблему развития планетных атмосфер. Не исключено, что в тех физических условиях, которые сложились на Титане, метан играет там ту же роль, что и вода на Земле. А это значит, что под азотным небом Титана с метановых ледников могут течь метановые реки, а из облаков выпадать метановые дожди. Мир этого спутника Сатурна, видимо, исключительно своеобразный.

Все спутники, кроме огромного Титана, превосходящего по размерам Меркурий и имеющего атмосферу, сложены в основном изо льда (с некоторой примесью скальных пород у Мимаса, Дионы и Реи). Уникальным по яркости является Энцелад — он отражает свет, почти как свежевыпавший снег. Темнее всего поверхность Фебы, которая поэтому почти не видна. Необычна поверхность Япета: его передняя (по ходу движения) полусфера сильно отличается по отражательной способности от задней.

Из всех больших спутников Сатурна только Гиперион имеет неправильную форму, возможно, из-за произошедшего некогда столкновения с массивным телом, например, с гигантским ледяным метеоритом. Поверхность Гипериона сильно загрязнена. Поверхности многих спутников в значительной степени кратерированы. Так, на поверхности Дионы обнаружен крупнейший десятикилометровый кратер; на поверхности Мимаса лежит кратер, вал которого так высок, что это явственно заметно даже на фотографиях. Кроме кратеров, на поверхностях ряда спутников существуют разломы, борозды, впадины. Наибольшая тектоническая и вулканическая деятельность обнаружена у Энцелада.

Теперь каждый человек знает, что утечка нефти, будь то в почву, реку или океан, угрожает всему живому. И стоит только этому случиться, как в район экологического бедствия срочно отправляются специальные команды для ликвидации очага загрязнения. Но то, с чем мы боремся на Земле, на другой планете может составлять обычную природную среду, а возможно, и среду обитания. Ведь в необъятной Вселенной планетные миры могут быть совсем не похожи один на другой. Многообразны могут быть и формы жизни на них. И с чем только не повстречаются там будущие космические путешественники! Но такое трудно вообразить даже отчаянным фантазерам: нефтяные моря на планете! Оказывается, могут быть и такие планеты, материки которых омываются нефтяными морями. И не где-то в глубинах Галактики, а в нашей же Солнечной системе. Таким экзотическим небесным телом может быть спутник Сатурна Титан.

К сожалению, поверхность Титана не смогли увидеть даже «Вояджеры» из-за густой дымки. А наземная радиолокация поверхности Титана указывала якобы на то, что там плещется углеводородный (нефтяной!) океан…

В 2005 году спускаемый зонд КА «Кассини» впервые совершил посадку на Титан. Научное предвидение ученых во многом оправдалось. Титан — это действительно удивительный мир углеводородов — мир метана, где метан можно встретить буквально на каждом шагу. И хотя глобального нефтяного океана на Титане не оказалось, наличие естественных углеводородных бассейнов не исключено.

Титан – самый большой спутник Сатурна и второй по величине Солнечной системы: фото, размер, масса, атмосфера, название, метановые озера, исследование Кассини.

Титаны повелевали Землей и стали прародителями олимпийских богов. Именно поэтому крупнейший спутник Сатурна назвали Титаном. Занимает 2-е место по величине в системе и превышает по объему Меркурий.

Титан – единственный спутник Сатурна, наделенный плотным атмосферным слоем, что долгое время мешало изучить поверхностные особенности. Сейчас располагаем доказательствами наличия жидкости на поверхности.

Обнаружение и имя спутника Титан

В 1655 году Христиан Гюйгенс заметил спутник. На это открытие его вдохновили находки Галилея возле Юпитера. Поэтому в 1650-х гг. он занялся разработкой своего телескопа. Сначала его называли просто Спутник Сатурна. Но позже Джованни Кассини найдет еще 4, поэтому его именовали по позиции – Сатурн IV.

Современное наименование досталось от Джона Гершеля в 1847 году. В 1907 году Хосел Комас Сола отслеживал потемнение Титана. Это эффект, когда центральная часть планеты или звезды кажется намного ярче края. Это стало первым сигналом к обнаружению атмосферы на спутнике. В 1944 году Джерард Койпер применил спектроскопический прибор и нашел метановую атмосферу.

Размер, масса и орбита спутника Титан

Радиус – 2576 км (0.404 земного), а масса спутника Титана – 1.345 х 10 23 кг (0.0255 от земной). Средняя удаленность составляет 1 221 870 км. Но эксцентриситет в 0.0288 и наклон орбитальной плоскости в 0.378 градуса привели к тому, что спутник приближается на 1 186 680 км и отдаляется на 1 257 060 км. Выше представлено фото, где сравниваются размер Титана, Земли и Луны.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Титан.

На орбитальный пролет Титан тратит 15 дней и 22 часов. Орбитальный и осевой периоды синхроничны, поэтому пребывает в гравитационном блоке (повернут к планете одной стороной).

Состав и поверхность спутника Титан

Титан отличается большей плотностью из-за гравитационного сжатия. Его показатель в 1.88 г/см 3 намекает на равное соотношение водяного льда и каменистого материала. Внутри делится на слои со скалистым ядром, охватывающим 3400 км. Исследование Кассини в 2005 году намекнуло на возможное присутствие подземного океана.

Полагают, что жидкость Титана состоит из воды и аммиака, что позволяет фиксировать жидкое состояние даже при температурной отметке в -97°С.

Поверхностный слой считается относительно молодым (от 100 млн до 1 млрд. лет) и выглядит гладким с ударными кратерами. Высота меняется на 150 м, но может достигать и 1 км. Считается, что на это повлияли геологические процессы. К примеру, на южной стороне сформировался горный хребет с протяжностью в 150 км, шириной – 30 км и высотой – 1.5 км. Заполнен ледяным материалом и слоем метанового снега.

Патера Сотра – горная цепь, вытягивающаяся в высоту на 1000-1500 м. Некоторые вершины наделены кратерами и кажется, что у основания скопились замороженные лавовые потоки. Если на Титане есть активные вулканы, то они спровоцированы поступающей от радиоактивного распада энергии.

Некоторые считают, что перед нами геологически мертвое место, а поверхность создалась из-за кратерных ударов, потоками жидкости и ветровой эрозии. Тогда метан поступает не из вулканов, а выделяется из холодного лунного интерьера.

Среди кратеров спутника Титана выделяется 440-километровый двухзонный ударный бассейн Минерва. Его легко найти по темному узору. Также есть Синлап (60 км) и Кса (30 км). Радарный обзор сумел отыскать кратерные формы. Среди них 90-километровое кольцо Гуабонито.

Ученые теоретизировали о наличии криовулканов, но пока на это намекают лишь поверхностные структуры с протяжностью в 200 м, которые смахивают на лавовые потоки.

Каналы могут намекать на тектоническую активность, а значит перед нами молодые формирования. Или же это старая местность. Можно отыскать темные участки, являющиеся пятнами водяного льда и органических соединений, показывающихся в УФ-обзор.

Метановые озера спутника Титан

Спутник Сатурна Титан привлекает внимание своими углеводородными морями, метановыми озерами и прочими углеводородными соединениями. Многие из них отмечены возле полярных участков. Одно по площади охватывает 15000 км 2 , а глубина – 7 м.

Но крупнейшее – Кракен на северном полюсе. Площадь – 400000 км 2 , а глубина – 160 м. Удалось даже отметить небольшие капиллярные волны с высотой в 1.5 см и скоростью – 0.7 м/с.

Есть также море Лигеи, расположенное ближе к северному полюсу. По площади охватывает 126000 км 2 . Именно здесь в 2013 году НАСА впервые заметили загадочный объект – Волшебный остров. Позже он исчезнет, а в 2014-м снова появится уже в другой форме. Полагают, что это сезонная особенность, создаваемая поднимающимися пузырьками.

В основном озера концентрируются возле полюсов, но на экваториальной линии также найдены подобные формирования. В целом анализ показывает, что озера охватывают лишь несколько процентов поверхности, из-за чего Титан намного засушливее нашей планеты Земля.

Атмосфера спутника Титан

Титан пока единственный спутник в Солнечной системе, обладающий плотным слоем атмосферы с примечательным объемом азота. Более того, он даже превосходит земную плотность с давлением в 1.469 кПа.

Представлена непрозрачной дымкой, блокирующей поступающий солнечный свет (напоминает Венеру). Лунная гравитация низкая, поэтому атмосфера намного больше земной. Стратосфера заполнена азотом (98.4%), метаном (1.6%) и водородом (0.1%-0.2%).

В составе атмосферы Титана присутствуют следы углеводородов, вроде этана, ацетилена, диацетилена, пропана и метилацетилена. Полагают, что они формируются в верхних слоях из-за распада метана УФ-лучами, что создает густой смог оранжевого окраса.

Поверхностная температура достигает -179.2°С, потому что, по сравнению с нами, луна получает всего 1% солнечного тепла. При этом лед наделен низким давлением. Если бы не парниковый эффект от метана, то на Титане было бы гораздо прохладнее.

Против парникового эффекта срабатывает туман, отражающий солнечный свет. Симуляции показали, что на спутнике могут появиться сложные органические молекулы.

Горячие планетные короны

Астроном Валерий Шематович об изучении газовых оболочек планет, горячих частицах в атмосфере и открытиях на Титане:

Обитаемость спутника Титан

Титан воспринимается в качестве пробиатической среды, обладающей сложной органической химией и возможным подповерхностным океаном в жидком состоянии. Модели показывают, что добавление УФ-лучей в такой обстановке может привести к формированию сложных молекул и веществ, вроде толинов. А добавление энергии вызывает даже 5 нуклеотидных оснований.

Многие считают, что на спутнике присутствует достаточное количество органического материала, чтобы активировать процесс химической эволюции аналогичной земной. Это требует наличия воды, но жизнь могла бы сохраняться в подповерхностном океане. То есть, на спутнике Сатурна Титане способна появиться жизнь.

Такие формы должны уметь выживать в экстремальных условиях. Все зависит от теплообмена между внутренним и верхним слоями. Не исключают присутствие жизни и в метановых озерах.

Чтобы проверить гипотезу, создали несколько моделей. Атмосферная показывает, что в верхнем слое находится большой объем молекулярного водорода, который исчезает ближе к поверхности. Низкие уровни ацителена также указывают на потребляющие углеводород организмы.

В 2015 году исследователи даже создали клеточную мембрану, способную функционировать в жидком метане при указанных лунных условиях. Но в НАСА эти эксперименты считают гипотезами и полагаются скорее на уровни ацителена и водорода.

К тому же эксперименты все-таки касались земных представлений о жизни, а Титан отличается. Спутник проживает намного дальше от Солнца, а атмосфера лишена окиси углерода, что не позволяет удержать необходимое количество тепла.

Исследование спутника Титан

Кольца Сатурна часто перекрывает луну, поэтому без специальных инструментов Титан сложно отыскать. Но дальше следует преграда из плотного атмосферного слоя, мешающего рассмотреть поверхность.

Впервые к Титану приблизился Пионер-11 в 1979 году, предъявивший снимки. Он отметил, что луна слишком холодная для поддержания жизненных форм. Далее последовали Вояджеры 1 (1980) и 2 (1981), предоставившие сведения о плотности, составе, температурных показателях и массе.

Главный информационный массив достался от исследования миссии Кассини-Гюйгенс, прибывшей к системе в 2004 году. Зонд отснял детали поверхности и цветовые пятна, которые ранее были недоступными для человеческого зрения. Он же заметил моря и озера.

В 2005 году на поверхность спустился зонд Гюйзенс, запечатлевший поверхностные формирования вблизи.

Также он раздобыл изображения темной равнины, что намекало на эрозию. Поверхность оказалась намного темнее, чем ожидали ученые.

В последние годы все чаще поднимают вопросы о возвращении к Титану. В 2009 году пытались продвинуть проект TSSM, но его обошел EJSM (НАСА/ЕКА), чьи зонды отправятся к Ганимеду и Европе.

Планировали также заняться TiME, но в НАСА решили, что целесообразней и дешевле запустить к Марсу InSight в 2016 году.

В 2010 году рассматривали возможность запуска JET – астробиологический орбитальный аппарат. А в 2015 году пришли в разработке подводной лодки, которая сможет погрузиться в море Кракена. Но пока это все на стадии обсуждения.

Колонизация спутника Титан

Среди всех спутников Титан кажется наиболее выгодной целью для создания колонии.

Титан обладает огромным количеством элементов, которые нужны для поддержания жизни: метан, азот, вода и аммиак. Их можно трансформировать в кислород и даже создать атмосферу. Давление в 1.5 раз превышает земное, а плотная атмосфера намного лучше защищает от космических лучей. Конечно, она наполнена воспламеняющимися веществами, но для взрыва необходимо огромное количество кислорода.

Но есть и проблема. Гравитация уступает показателям земной Луны, а значит человеческому организму придется сражаться против мышечного атрофирования и разрушения костей.

Нелегко справиться и с морозом в -179°С. Но спутник представляет собою лакомый кусочек для исследователей. Велика вероятность натолкнуться на жизненные формы, способные выживать в экстремальных условиях. Возможно, мы придем и к колонизации, потому что спутник станет отправной точкой к изучению более удаленных объектов и даже выхода из системы. Ниже представлена карта Титана и качественные фото в высоком разрешении из космоса.

Карта поверхности спутника Титан

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Фотографии спутника Титан

Аппарат Кассини приблизился на удаленность 2 млн. км 29 мая 2017 года, чтобы запечатлеть ночную сторону Титана на фото. В этом обзоре удалось подчеркнуть расширенную атмосферную туманность луны. За все время наблюдения аппарат сумел зафиксировать спутник с различных углов и получить полноценный обзор атмосферы. Высотный туманный слой отображен синим, а главная дымка – оранжевая. Отличие в окрасе может базироваться на размерах частиц. Голубая, скорее всего, представлена мелкими элементами. Для съемки использовали узкоугольную камеру с красным, зеленым и синим фильтрами. Масштабность – 9 км на пиксель. Программа Кассини выступает общей разработкой ЕКА, НАСА и Итальянского космического агентства. Команда располагается в ЛРД. Две камеры на борту также созданы ими. Добытые фотографии обрабатывают в Боулдере (Колорадо).

Поверхность Титана удалось наблюдать детально на фото при посадке зонда Гюйгенс. Но все же большую часть площади отобразил аппарат Кассини. Титан все еще остается интересной загадкой. В этом обзоре показана новая территория, которая не отмечалась в предыдущих наблюдениях. Это составное изображение из 4 практически одинаковых широкоугольных снимков.

Спутники-пастухи · · · ·

Титан, спутник Сатурна — на самом деле удивительное место, где текут реки из метана, идёт дождь и снег, извергаются ледяные вулканы, а под поверхностью находится сплошной океан.

Спутник Сатурна Титан – один из самых загадочных и интересных миров, расположенных буквально по соседству с нами. Вообще, наша Солнечная система настолько разнообразна и содержит столько отличающиеся друг от друга собственные миры, что здесь можно встретить самые причудливые условия и явления. Лавовые озера и водяные вулканы, моря из метана и чуть ли не сверхзвуковые ураганы – всё это есть буквально по соседству.

Наши ближайшие соседи гораздо интереснее, чем принято думать. И сейчас вы узнаете об одном из них – спутнике по имени Титан. Это удивительное место, не похожее ни на одно другое.

Титан – уникальное место, не имеющее аналогов в Солнечной системе.

  • Титан – крупнейший спутник Сатурна и второй по размеру спутник в Солнечной системе вообще после Ганимеда – спутника . Он больше Луны и даже Меркурия, который является самостоятельной планетой.
  • Титан тяжелее Луны на 80%, и вообще его масса составляет 95% от массы всех спутников Сатурна.
  • Титан имеет очень плотную атмосферу, чем не может похвастать ни один другой спутник, и даже не каждая планета. Например, у Меркурия её практически нет, а у Марса гораздо разреженнее. Даже земная атмосфера по плотности ей сильно уступает – давление у поверхности там в 1.5 раза больше земного, а толщина атмосферы в 10 раз больше.
  • Атмосфера Титана состоит из метана и азота и совершенно непрозрачна из-за облаков в верхних слоях. Поверхность через неё увидеть нельзя.
  • На поверхности Титана текут реки и есть озера и даже моря. Но состоят они не из воды, а из жидкого метана и этана. То есть этот спутник Сатурна сплошь покрыт углеводородами.
  • В 2005 году на Титан совершил посадку зонд «Гюйгенс», который был доставлен туда аппаратом . Зонд не только сделал первые фотографии поверхности во время спуска, но и передал запись шума ветра.
  • У Титана нет своего магнитного поля.
  • Небо Титана имеет желто-оранжевый цвет.
  • На Титане постоянно дуют ветры и часто случаются ураганы, особенно бурное движение происходит в верхних слоях атмосферы.
  • Дожди на Титане из метана.
  • Температура на поверхности – около -180 градусов по Цельсию.
  • Под поверхностью Титана есть океан из воды с примесями аммиака. Поверхность преимущественно состоит из водяного льда.
  • На Титане есть криовулканы, которые извергаются водой и жидкими углеводородами.
  • Титан – перспективное место для поиска внеземной жизни, хотя бы в виде бактерий.
  • Титан геологически активен.

Такой вот спутник Сатурна – бурлящий, кипящий и извергающийся, где вместо воды в основном углеводороды, хотя и воды тоже вполне достаточно. Так что не случайно ученые предполагают, что там может зародиться и некая примитивная жизнь – все компоненты для этого там есть, да и условия имеются вполне комфортные, пусть и не на самой поверхности.

Титан хоть и не планета, но это самое похожее на Землю место в Солнечной системе. Атмосфера, реки, вулканы, вода – все это там есть, хотя и в несколько ином качестве.

Открытие Титана

Спутник Сатурна Титан был открыт 25 марта 1655 года Христианом Гюйгенсом, голландским астрономом, математиком и физиком. Он имел самодельный 57-мм телескоп с увеличением около 50 крат. Вооружившись им, Гюйгенс наблюдал планеты, и у Сатурна обнаружил некое тело, которое за 16 дней делало полный оборот вокруг планеты.

До июня Гюйгенс наблюдал за этим странным объектом, пока кольца Сатурна не оказались в наименьшем раскрытии и не стали мешать наблюдениям. Тогда ученый убедился, что это спутник Сатурна, и подсчитал период его обращения – 16 дней и 4 часа. Назвал он его просто – Saturni Luna, то есть «Луна Сатурна». После открытия Галилеем спутников Юпитера это было второе открытие спутника у другой планеты с помощью телескопа.

Современное название спутник получил, когда Джон Гершель в 1847 году предложил все спутники Сатурна назвать именами сеттер и братьев бога Сатурна, а их к тому времени было известно семь.

В 1907 году Комас Сола, испанский астроном, наблюдал явление, когда центральная часть его диска становится ярче, чем края. Это послужило доказательством наличия на Титане атмосферы. В 1944 году Джерард Койпер с помощью спектрометра установил, что его атмосфера содержит метан.

Размеры и орбита Титана

Диаметр Титана – 5152 км, то есть 0.4 земных. По размеру это второй спутник после Ганимеда во всей Солнечной системе. До полета диаметр его считался 5550 км, то есть больше Ганимеда, и Титан считался рекордсменом. Однако оказалось, что ошибка возникала из-за очень толстой и непрозрачной атмосферы, и реальный размер самого спутника оказался несколько меньше.

Титан больше Луны на 50% и тяжелее её на 80%. Сила тяжести на нем – 1/7 земной. Состоит он примерно поровну из льда и скальной породы. Примерно такое же строение имеют , Каллисто, Ганимед.

Титан – достаточно крупный объект, поэтому имеет горячее ядро и проявляет геологическую активность. Однако происхождение этого спутника пока непонятно. Остается открытым вопрос, был ли он захвачен Сатурном извне или сразу образовался на орбите из газопылевого облака. Так как он сильно отличается от прочих спутников Сатурна, оставляя им на всех всего 5% массы, то теория захвата вполне может быть верной.

Радиус орбиты Титана – 1 221 870 километров. Он находится далеко за границей самого внешнего кольца. Благодаря такому удалению от планеты этот спутник отлично виден даже в небольшой телескоп. Полный оборот он совершает за 15 дней 22 часа и 41 минуту – Гюйгенс немного ошибся в своих расчетах, хотя и подсчитал довольно точно при его простейших средствах наблюдений.

Атмосфера Титана

Чем замечателен Титан, так это своей шикарной атмосферой, которой позавидовали бы многие планеты земного типа, кроме разве что Венеры. Толщина её 400 км, что десятикратно превышает земную, а давление у поверхности — 1.5 земных атмосферы. Марс бы точно обзавидовался!


Таким Титан увидел «Вояджер»

В верхних слоях дуют мощные ветры, случаются сильные ураганы, однако возле самой поверхности ощущается всего лишь слабый ветерок. Чем выше, тем ветра сильнее, они совпадают с направлением вращения спутника. Выше 120 км очень сильная турбулентность. Но на высоте 80 км царит полный штиль – здесь некая зона затишья, куда не проникает ветер из нижних областей, и бури, расположенные выше. Возможно, на этой высоте разнонаправленные потоки воздуха компенсируют и гасят друг друга, хотя точно природа этого явления пока не выяснена.

На Титане идет дождь или снег из метана или этана из метановых и этановых облаков.

Однако состав воздуха там совсем не радует – 95% азота, а остальное в основном метан. Кстати, лишь на Земле и на Титане атмосфера состоит преимущественно из азота! В верхних слоях в метане под действием Солнца происходят процесс фотолиза и образуется смог из углеводородов, который мы видим в виде плотной облачной завесы. Это не позволяет видеть поверхность Титана.

Происхождение столь обширной атмосферы пока неясно, однако наиболее правдоподобной версией представляется активная бомбардировка Титана кометами на заре образования, 4 миллиарда лет назад. При столкновении кометы с поверхностью, богатой аммиаком, под действием огромного давления и температуры выделяется большое количество азота. Ученые подсчитали утечку атмосферы и пришли к выводу, что первоначальная атмосфера была в 30 раз тяжелее нынешней! А ведь она и сейчас очень даже не хилая.


Небо Титана примерно такого цвета, как на рисунке.

Верхние слои атмосферы подвергаются действию солнечного света, ультрафиолета и радиации. Поэтому там постоянно происходят процессы расщепления молекул метана на различные углеводородные радикалы и ионы. Также происходит ионизация азота. В результате эти химически активные элементы постоянно образуют новые органические соединения азота и углерода, в том числе и очень сложные. Прямо какая-то биофабрика! Именно благодаря этим органическим соединениям атмосфера Титана выглядит желтой.

По расчетам, весь метан в атмосфере таким образом был бы теоретически израсходован за 50 миллионов лет. Однако спутник существует миллиарды лет и метана в его атмосфере меньше не становится. Это значит, что его запасы все время пополняются, возможно благодаря вулканической деятельности. Есть также теории, что метан могут выделять особые бактерии.

Поверхность Титана

Поверхность Титана нельзя увидеть, даже находясь вблизи спутника, не говоря о земных телескопах. Во всем виновата плотная облачность в верхних слоях атмосферы. Однако космические аппараты провели некоторые исследования в различных диапазонах и позволили многое узнать о том, что скрывается под облаками.

Мало того, в 2005 году зонд «Гюйгенс» отделился от станции «Кассини» и опустился прямо на поверхность Титана, передав первые настоящие панорамные фотографии. Спуск через толстую атмосферу занял более двух часов. Да и сам «Кассини» за годы, проведенные на орбите Сатурна сделал много фотографий как облачного покрова Титана, так и его поверхности в разных диапазонах.


Горы Титана, снятые зондом «Гюйгенс» с высоты 10 км.

Поверхность Титана в основном ровная, без сильных перепадов. Однако кое-где встречаются и настоящие горные хребты высотой до 1 километра. Обнаружена и гора высотой 3337 метров. Также на поверхности Титана есть множество озер из этана, и даже целые моря – например, море Кракена по площади сравнимо с Каспийским морем. Имеется множество этановых рек или их русла. В месте приземления зонда «Гюйгенс» видно много камней округлой формы – это следствие воздействия на них жидкости, в земных реках камни также постепенно обтачиваются.

Камни в месте посадки зонда «Гюйгенс» имели округлую форму.

Кратеров на поверхности Титана найдено немного, всего 7. Дело в том, что этот спутник обладает мощной атмосферой, которая спасает от небольших метеоритов. А если падают большие, то кратер довольно быстро засыпается разными осадками, обрушивается, размывается… В общем, погода делает свое дело, и довольно быстро от огромного кратера остается лишь аккуратная впадина. Да и большая часть поверхности Татана пока представляется белым пятном, изучена лишь небольшая её часть.


Одно из морей Титана — море Лигеи площадью 100 000 кв. км.

По экватору Титан опоясан любопытным образованием, которое ученые поначалу принимали за метановое море. Однако оказалось, что это дюны из углеводородной пыли, которая выпала в виде осадков или была принесена ветром с других широт. Эти дюны располагаются параллельно и вытянуты на сотни километров.

Строение Титана

Все сведения о внутреннем строении Титана основаны на расчетах и наблюдениях за различными процессами на нем. Внутри него находится твердое силикатное ядро диаметром 3400 км – состоит оно из обычных скальных пород. Выше него расположен слой очень плотного водяного льда. Затем идет слой жидкой воды с примесью аммиака и еще один ледяной – собственно поверхность спутника. Верхний слой, кроме льда, содержит и скальные породы и все, что выпадает в виде осадков.


Строение Титана.

Сатурн своим мощным притяжением оказывает сильное воздействие на Титан. Приливные силы «корежат» его и вызывают разогрев ядра и движение разных слоев. Поэтому на Титане наблюдается и вулканическая деятельность – там обнаружены криовулканы, которые извергаются не лавой, а водой и жидкими углеводородами.

Подповерхностный океан

Самое любопытное на Титане – возможное наличие подповерхностного океана – того самого водного слоя, который находится между поверхностью и ядром. Если он на самом деле есть, то сплошь охватывает весь спутник. Согласно расчетам, вода в нем содержит около 10% аммиака, который служит антифризом и снижает температуру замерзания воды, поэтому она там должна находиться в жидком виде. Также в воде может содержаться некоторое количество разных солей, как в земной морской воде.

Согласно данным, собранным «Кассини», такой подповерхностный океан должен существовать на самом деле, но расположен он на глубине около 100 км от поверхности. Также есть данные, что в воде содержатся большие количества солей натрия, калия и серы, и вода эта очень соленая. Поэтому вряд ли в ней возможна какая-либо жизнь. Однако этот вопрос продолжает волновать ученых и вызывает большой интерес. Благодаря этому Титан стал одним из приоритетных объектов для будущих исследований, как и Европа, спутник Юпитера, где также имеется подповерхностный океан. Ученым очень хочется проникнуть вглубь и посмотреть, что там в этих океанах есть, особенно поискать какие-нибудь формы жизни.

Жизнь на Титане

Хотя подповерхностный океан, скорее всего, слишком соленое и жестокое место для зарождения жизни, однако ученые не исключают, что на этом спутнике она все-таки может быть. Титан чрезвычайно богат углеводородами, причем там постоянно происходят разные химические процессы с их участием, постоянно образуются новые молекулы довольно сложных органических веществ. Поэтому зарождение простейшей жизни нельзя исключать.

Несмотря на довольно суровые условия, это вполне могло произойти в метановых и этановых озерах. Эти жидкости вполне могут заменить воду, а их химическая агрессивность даже ниже, чем у воды, и белки и нуклеиновые кислоты могут быть даже стабильнее, чем земные.

Вообще условия на Титане похожи на условия, которые были на Земле на этапе её зарождения, кроме чрезвычайно низких температур. Поэтому там вполне может произойти то, что произошло когда-то на Земле.

Замечено одно любопытное явление. Была гипотеза, что простейшие формы жизни на Титане вполне могли бы питаться молекулами ацетилена, а дышать водородом, выделяя метан. Так вот – согласно исследованиям «Кассини» у поверхности Титана практически нет ацетилена, а водород тоже куда-то исчезает. Это факт, но объяснения ему пока нет, и это вполне может быть результат наличия неких микроорганизмов. Так же факт, что атмосфера Титана постоянно подпитывается метаном, хотя солнечным ветром его немало сдувается в космос. Криовулканы – один из его источников, озера и моря – другой, а может, микроорганизмы тоже принимают участие в этом? На Земле ведь именно они преобразовали атмосферу и насытили её кислородом. Так что все это весьма любопытно и ждет дальнейших исследований.

И еще – когда Солнце станет красным гигантом, а это произойдет через 6 миллиардов лет, Земля погибнет. А вот на Титане станет теплее, и вот тогда этот спутник примет эстафету Земли. Пройдут миллионы лет, и там смогут развиться не только простейшие, но и сложные формы жизни.

Наблюдение спутника Сатурна Титана

Наблюдение Титана сложностей не вызывает. Это самый яркий из спутников Сатурна, однако невооруженным глазом его не увидеть. Но его вполне можно заметить в бинокль 7х50, хотя это и не так просто – яркость его около 9m.

В телескоп, даже 60-мм, Титан обнаружить очень просто. В более мощные инструменты он виден совершенно отчетливо на большом расстоянии от Сатурна. Например, в рефрактор хорошо виден не только Титан, но некоторые другие, более мелкие спутники Сатурна, окружающие его, словно рой. Конечно, диск его в небольшой инструмент увидеть не удастся. Для этого нужны апертуры более 200 мм. Если имеется телескоп с апертурой 250-300 мм, то можно наблюдать и прохождение тени Титана по диску планеты.

Второй по величине в Солнечной системе после Ганимеда (Юпитер). По своему строению данное тело очень похоже на Землю. Атмосфера его также имеет сходство с нашей, а в 2008 году на Титане был обнаружен крупный подземный океан. По этой причине многие ученые предполагают, что именно этот спутник Сатурна станет в будущем обителью человечества.

Титан — спутник, который имеет массу, равную приблизительно 95 процентам массы всех Сатурн. Сила тяжести составляет примерно седьмую часть от на Земле. Это единственный спутник в нашей системе, который обладает плотной атмосферой. Исследование поверхности Титана затруднено из-за густого облачного слоя. Температура составляет минус 170-180 градусов, а давление у поверхности в 1,5 раза выше, чем у Земли.

Есть на Титане озера, реки и моря из этана и метана, а также высокие горы, которые состоят в основном изо льда. По предположениям некоторых ученых, вокруг каменного ядра, которое в диаметре достигает 3400 километра, есть несколько ледяных слоев с различными типами кристаллизации, а также, возможно, один слой из жидкости.

В ходе исследований на Титане был обнаружен огромный углеводородный бассейн — море Кракена. Его площадь составляет 400 050 квадратных километров. Согласно компьютерным расчетам и снимкам, сделанным с космического аппарата, состав жидкости во всех озерах приблизительно такой: этан (около 79 %), пропан (7-8 %), метан (5-10 %), водорода цианид (2-3 %), ацетилен, бутан, бутен (около 1 %). Согласно другим теориям, основными веществами являются метан и этан.

Титан — спутник, атмосфера которого в толщину достигает примерно 400 километров. Она содержит слои углеводородного “смога”. По этой причине поверхность данного небесного тела невозможно наблюдать при помощи телескопа.

Планета Титан получает очень мало энергии Солнца для обеспечения динамики процессов в атмосфере. Ученые высказали мнение, что энергию для перемещения атмосферных масс обеспечивает сильное приливное воздействие планеты Сатурн.

Вращение и орбита

Радиус орбиты Титана составляет 1221870 километров. За ее пределами нахдятся такие спутники Сатурна, как Гиперион и Япет, а внутри — Мимас, Тефия, Диона, Энцелад. Орбита Титана проходит вне

Полный оборот вокруг своей планеты Титан-спутник делает за пятнадцать дней, двадцать два часа и сорок одну минуту. Скорость движения по орбите равна 5,57 километрам в секунду.

Как и многие другие, спутник Титан относительно Сатурна вращается синхронно. Это означает, что время вращения его вокруг планеты и вокруг своей оси совпадают, в результате чего Титан всегда повернут одной стороной к Сатурну, поэтому на поверхности спутника есть точка, в которой Сатурн всегда представляется висящим в зените.

Наклон оси вращения Сатурна обеспечивает на самой планете и ее спутниках. Например, последнее лето на Титане закончилось в 2009 году. При этом длительность каждого сезона составляет примерно семь с половиной лет, так как полный оборот вокруг звезды Солнце планета Сатурн делает за тридцать лет.

Три взгляда на Титан спутник Сатурна космического аппарата Кассини. Слева: в натуральных цветах, создано из изображений, сделанных с помощью трех фильтров, чувствительных к красному, зеленому и фиолетовому свету. Примерно так Титан будет выглядеть для человеческого глаза. Центр: снимок в ближнем инфракрасном спектре, показывающий поверхность. Справа: композиция с ложным цветом из одного видимого изображения и двух инфракрасных. Зеленые области проявляются там, где Кассини мог видеть поверхность; красный цвет представляет собой области, расположенные в стратосфере Титана. Получено 16 апреля 2005 года на расстояниях от 168 200 до 173 000 км. Источник: NASA / JPL.

Фото Титана от Вояджера 2, сделанное 23 августа 1981 года, с расстояния 2,3 миллиона км. Южное полушарие кажется светлее, на экваторе видна четко полоса, а на северном полюсе — темный воротник. Все эти полосы связаны с циркуляцией облаков в атмосфере Титана. Источник: NASA / JPL.

Сравнение размеров Земли и Титана

.

Это вторая по величине луна в Солнечной системе после . Титан больше, чем планета Меркурий по размерам, но наполовину меньше по массе. Это единственная луна в Солнечной системе, которая имеет плотную атмосферу. Она в 10 раз мощнее Земной, с поверхностным давлением на 60% больше. До прибытия на орбиту вокруг Сатурна космического корабля Кассини в 2004 году мало что было известно о поверхности Титана из-за наличия оранжевой дымки в его атмосфере.

Открытие Титана и присвоение имени

Титан был обнаружен голландским ученым Кристианом Гюйгенсом 25 марта 1655 года и был первой луной, найденной с помощью телескопа после четырех галилеевых спутников . Гюйгенс называл его просто Луной Сатурна . Однако, в соответствии с обычаем того времени, он не объявил о своем открытии. Вместо этого он замаскировал новость в виде анаграммы. При этом используя стих поэта Овидия «Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris». Он вытравил их вокруг края объектива телескопа, который использовал Гюйгенс. Декодированная и переведенная, анаграмма гласит: «Луна вращается вокруг Сатурна каждые 16 дней и 4 часа». Это значение очень близко к современной оценке орбитального периода Титана.

Ученый Джон Гершель предложил дать луне имя «Титан» в своей публикации 1847 года «Результаты астрономических наблюдений, сделанных на мысе Доброй Надежды». В греческой мифологии титаны были братьями и сестрами Кроноса, греческим эквивалентом римского бога Сатурна. В той же публикации Гершель назвал шесть других спутников Сатурна.

Атмосфера Титана

О возможности существования атмосферы вокруг Титана впервые заговорили в 1903 году. Тогда испанский астроном Хосе Комас Сола заметил, что диск Титана кажется более ярким в своем центре, чем у его краев. Существование атмосферы было подтверждено в 1944 году Джерардом Койпером в Чикагском университете. Он определил присутствие метана в спектре Титана.

Дальнейшие наблюдения, сделанные в частности, с помощью зондов Вояджер, которые пролетали в тех краях в 1980 и 1981 годах, а в последующем и зонда Кассини-Гюйгенс, показали, что атмосфера Титана состоит на 98,4% из азота и на 1,6% из метана, с небольшим количеством других газов, включая различные углеводороды (такие как этан, диацетилен, метилацетилен, цианоацетилен, ацетилен и пропан), аргон, диоксид углерода, монооксид углерода, цианоген , цианид водород и гелий. Кроме , Титан единственный в Солнечной системе обладает плотной атмосферой, богатой азотом.

Считается, что углеводороды образуются в верхней атмосфере Титана из-за реакций, связанных с распадом метана под воздействием ультрафиолетового света и космических лучей. Эта органическая фотохимия создает оранжевую дымку, наиболее плотную на высоте около 300 километров (200 миль), которая закрывает от наблюдения поверхность на видимых длинах волн, а также отражает значительное количество инфракрасного излучения в космос, что приводит к «анти-парниковому эффекту».

Холодный мир

Титан — одно из двух известных космических тел (другое — Плутон), температура поверхности которого ниже (примерно на 10K), чем была бы при отсутствии атмосферы. Атмосфера Титана имеет много разнообразных органических материалов. Это является одной из причин, по которым Титаном интересуются астробиологи.

Человек, находящийся на поверхности Титана в течение дня, испытал бы только одну тысячную яркость дневного света, имеющегося на поверхности Земли. Это сравнение учитывает не только толщину атмосферы, но и большее расстояние Титана от Солнца. Тем не менее уровень света на поверхности Титана в 350 раз выше, чем яркость света на Земле под полной Луной.

Количество метана в атмосфере Титана должно постоянно истощаться. Поэтому на поверхности должен быть некоторый механизм, который его пополняет. Одно из объяснений заключается в том, что Титан имеет действующие вулканы, которые выделяют метан.

Поверхность Титана

До прибытия зонда Кассини-Гюйгенса в июне 2004 года инфракрасные наблюдения космического телескопа Хаббл предоставили карту ярких и темных областей на Титане, но характер этих особенностей оставался неопределенным. Предполагалось, что океаны или озера жидкого этана могут покрывать большую часть поверхности спутника, и что жидкий метан может выпадать здесь в виде дождя. Согласно другой модели, яркие районы, которые были замечены Хабблом, могут быть водными льдами. Они лежат в низинах и затемнены твердыми и жидкими органическими молекулами.

Более подробная и точная картина Титана начала появляться благодаря изображениям и другим данным, отправленными АМС Кассини-Гюйгенс. Во время своего первого облета Титана Кассини показал метановые облака и гигантский ударный кратер. Наиболее заметной особенностью была яркая область в виде кучевого облака около южного полюса. Она имеет размер около 450 километров в поперечнике и около 15 километров в высоту. Измерения, полученные от космического аппарата дали возможность предположить, что облака, вероятно, состоят из углеводородов и могут быть связаны с поверхностными особенностями. Кассини показал, что некоторые изменения в яркости поверхности были круговыми, а другие — линейными. На южном полюсе также было обнаружено несколько концентрических объектов.

Миссия Кассини-Гюйгенс

Мозаика из девяти картин, сделанных когда Кассини пролетал мимо Титана 26 октября 2004 года, дала астрономам один из самых подробных видов полного диска спутников. Особенности поверхности Титана наиболее ярки в центре диска, где зонд имел под собой наименьшую атмосферу. Не было обнаружено видимых кратеров, из чего следует, что спутник, вероятно, имеет молодую поверхность, которая постоянно обновляется. Астрономы до сих пор не уверены, вызваны ли узоры на поверхности Титана извержениями вулканов. Или они происходят от смещения скал ветром, пылью или даже реками жидких углеводородов.

14 января 2005 года зонд Гюйгенс успешно спустился на парашюте и опустился на поверхность Титана, передав великолепные снимки как во время спуска, так и с поверхности.

открытие 1655, Кристиан Гюйгенс
большая полуось 1,221,931 км (759 435 миль)
диаметр 5 151 км (3,201 миль), 0,404 × Земля
средняя плотность 1,88 г / см 3
вторая космическая скорость 2,63 км / с (9468 км / ч)
средняя температура поверхности около -179 ° C (-290 ° F, 94 K)
орбитальный период 15,945 дней (15 дней 23 часа)
осевой период 15. 945 дней (синхронно)
орбитальный эксцентриситет 0,029
наклон орбиты 0,35 °
визуальное альбедо 0,21

Три спутника Сатурна оказались настоящими «младенцами» Солнечной системы

Три крупных спутника Сатурна (Тефия, Диона и Рея), расположенные вне орбиты Энцелада, могли возникнуть приблизительно сто миллионов лет назад, что делает их моложе самых древних ископаемых динозавров. Посвященный исследованию препринт астрономы из США опубликовали на сайте arXiv.org.

Ученые при помощи компьютерного моделирования отследили во времени изменение параметров орбит спутников Сатурна. В своем исследовании астрономы учли приливное взаимодействие между спутниками и планетами, приводящее к удалению по спиралеобразной траектории лун от газового гиганта.

Данные о приливном взаимодействии между спутниками и планетой брались на примере такового для Энцелада и Сатурна (их взаимодействие описано наиболее полным образом). Ученые показали, что примерно сто миллионов лет назад некоторые объекты вне орбиты Энцелада претерпели столкновение.

Приливное взаимодействие предков Тефии, Дионы и Реи с Сатурном деформировало их траектории, в результате чего они вращались вокруг планеты с орбитальным резонансом по пересекающимся траекториям. Столкновения, произошедшие сто миллионов лет назад, и могли привести к рождению спутников.

Хотя Титан (самый крупный спутник Сатурна, орбита которого расположена дальше траекторий Тефии, Дионы и Реи) судя по всему непосредственно и не участвовал в этих столкновениях, однако они могли привести к увеличению эксцентриситета (вытянутости) орбиты Титана.

Получается, что три спутнака Сатурна являются самыми молодыми их известных объектов Солнечной системы. Их возраст по истине младенческий — ведь когда они появились на Земле уже подходила к концу эпоха динозавров. Динозавры возникли на Земле в триасовый период (231,4 миллиона лет назад), а вымерли в конце мелового (около 65 миллионов лет назад). В настоящее время Сатурн, его кольца и спутники исследует автоматическая станция Cassini. Миссия запущена 15 октября 1997 года с мыса Канаверал (Флорида, США) и достигла планеты 1 июля 2004 года.

Подробно | Титан — Исследование Солнечной системы НАСА

Введение

Крупнейший спутник Сатурна, Титан, представляет собой ледяной мир, поверхность которого полностью скрыта золотой туманной атмосферой. Титан — второй по величине спутник в нашей Солнечной системе. Только спутник Юпитера Ганимед больше, всего на 2 процента. Титан больше, чем Луна Земли, и больше, чем даже планета Меркурий.

Эта гигантская луна — единственная луна в Солнечной системе с плотной атмосферой, и это единственный мир, кроме Земли, на поверхности которого есть стоячие жидкие тела, включая реки, озера и моря.Как и на Земле, атмосфера Титана в основном состоит из азота и небольшого количества метана. Это единственное другое место в Солнечной системе, известное как земной цикл жидкостей, выпадающих дождем из облаков, стекающих по его поверхности, наполняющих озера и моря и испаряющихся обратно в небо (аналогично круговороту воды на Земле). Также считается, что на Титане есть подземный океан воды.

Размер и расстояние

Размер и расстояние

Титан имеет радиус около 1600 миль (2575 километров) и почти на 50 процентов шире Луны Земли.Титан находится примерно в 759 000 миль (1,2 миллиона километров) от Сатурна, который сам находится примерно в 886 миллионах миль (1,4 миллиарда километров) от Солнца, или примерно в 9,5 астрономических единицах (а.е.). Одна астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца. Свету от Солнца требуется около 80 минут, чтобы достичь Титана; из-за расстояния солнечный свет на Сатурне и Титане примерно в 100 раз слабее, чем на Земле.

3D-модель Титана, спутника Сатурна. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD) › Параметры загрузки Орбита и вращение

Орбита и вращение

Титану требуется 15 дней и 22 часа, чтобы совершить полный оборот вокруг Сатурна.Титан также находится в синхронном вращении с Сатурном, а это означает, что, как и земная Луна, Титан всегда обращен к планете одной и той же стороной, когда он вращается. Сатурну требуется около 29 земных лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца (сатурнианский год), а ось вращения Сатурна наклонена, как и у Земли, что приводит к смене времен года. Но более длинный год Сатурна производит сезоны, каждый из которых длится более семи земных лет. Поскольку Титан вращается примерно вдоль экваториальной плоскости Сатурна, а наклон Титана относительно Солнца примерно такой же, как у Сатурна, времена года на Титане идут по тому же графику, что и на Сатурне: сезоны длятся более семи земных лет, а год длится 29 земных лет. .

Структура

Структура

Внутренняя структура Титана не совсем известна, но одна модель, основанная на данных миссии Кассини-Гюйгенс, предполагает, что Титан имеет пять основных слоев. Самый внутренний слой представляет собой ядро ​​​​скальной породы (в частности, водоносной силикатной породы) диаметром около 2500 миль (4000 километров). Ядро окружено оболочкой из водяного льда — особого типа, называемого льдом-VI, который встречается только при чрезвычайно высоком давлении. Лед высокого давления окружен слоем соленой жидкой воды, поверх которого находится внешняя корка водяного льда.Эта поверхность покрыта органическими молекулами, которые попали в дождь или иным образом осели из атмосферы в виде песка и жидкостей. Поверхность окружена плотной атмосферой.

Формирование

Формирование

Ученые не уверены в происхождении Титана. Тем не менее, его атмосфера дает подсказку. Несколько инструментов миссии НАСА и ЕКА «Кассини-Гюйгенс» измеряли изотопы азота-14 и азота-15 в атмосфере Титана. Приборы обнаружили, что соотношение изотопов азота на Титане больше всего напоминает соотношение изотопов азота в кометах из Облака Оорта — сферы из сотен миллиардов ледяных тел, которые, как считается, вращаются вокруг Солнца на расстоянии от 5000 до 100 000 астрономических единиц от Солнца (Земля находится примерно в одной астрономической единица от Солнца — примерно 93 миллиона миль или 150 миллионов километров).Соотношение азота в атмосфере Титана предполагает, что строительные блоки Луны сформировались в начале истории Солнечной системы, в том же холодном диске газа и пыли, который сформировал Солнце (называемый протосолнечной туманностью), а не в более теплом диске материала, который позже сформировал Сатурн. из (называемой субтуманностью Сатурн).

Поверхность

Поверхность

Поверхность Титана — одно из самых похожих на Землю мест в Солнечной системе, хотя и с гораздо более низкими температурами и с другим химическим составом.Здесь настолько холодно (-290 градусов по Фаренгейту или -179 градусов по Цельсию), что водяной лед играет роль скалы. На Титане тоже может быть вулканическая активность, но с жидкой водной «лавой» вместо расплавленной породы. Поверхность Титана сформирована потоками метана и этана, которые прорезают речные русла и наполняют большие озера жидким природным газом. Ни в одном другом мире Солнечной системы, кроме Земли, на поверхности нет такой жидкой активности.

3D-модель, показывающая поверхность Титана, спутника Сатурна.Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD) › Параметры загрузки

Обширные области темных дюн простираются по ландшафту Титана, в основном вокруг экваториальных областей. «Песок» в этих дюнах состоит из темных углеводородных зерен, которые, как считается, напоминают кофейную гущу. По внешнему виду высокие прямолинейные дюны мало чем отличаются от тех, что можно увидеть в пустыне Намибии в Африке. На Титане мало видимых ударных кратеров, а это означает, что его поверхность должна быть относительно молодой, а некоторая комбинация процессов со временем стирает следы ударов.Земля похожа и в этом отношении; кратеры на нашей планете стираются безжалостными силами текущей жидкости (воды в случае Земли), ветра и повторного использования земной коры в результате тектоники плит. Эти силы присутствуют и на Титане в измененных формах. В частности, тектонические силы — движение земли из-за давления снизу — по-видимому, действуют на ледяной Луне, хотя ученые не видят свидетельств плит, подобных земным.

Атмосфера

Атмосфера

В нашей Солнечной системе насчитывается более 150 спутников, но Титан уникален тем, что является единственным спутником с плотной атмосферой.На поверхности Титана атмосферное давление примерно на 60 процентов выше, чем на Земле, — примерно такое же давление ощущал бы человек, плавая на глубине около 50 футов (15 метров) в океане на Земле. Поскольку Титан менее массивен, чем Земля, его гравитация не так сильно держит газовую оболочку, поэтому атмосфера простирается на высоту в 10 раз выше земной — почти на 370 миль (600 километров) в космос.

Атмосфера Титана в основном состоит из азота (около 95 процентов) и метана (около 5 процентов) с небольшим количеством других соединений, богатых углеродом.Высоко в атмосфере Титана молекулы метана и азота расщепляются ультрафиолетовым светом Солнца и высокоэнергетическими частицами, ускоренными в магнитном поле Сатурна. Части этих молекул рекомбинируются, образуя различные органические химические вещества (вещества, содержащие углерод и водород), и часто включают азот, кислород и другие элементы, важные для жизни на Земле.

Некоторые соединения, образующиеся при расщеплении и переработке метана и азота, создают своего рода смог — густую дымку оранжевого цвета, из-за которой поверхность Луны трудно увидеть из космоса.(Космические аппараты и телескопы, однако, могут видеть сквозь дымку на определенных длинах волн света за пределами тех, которые видны человеческому глазу. ) Некоторые тяжелые, богатые углеродом соединения оседают на поверхность Луны — эти углеводороды играют роль «песка». на обширных полях дюн Титана. А метан конденсируется в облака, которые иногда заливают поверхность метановыми бурями.

Метан в атмосфере Титана делает возможным его сложный химический состав атмосферы, но откуда берется весь этот метан, остается загадкой.Поскольку солнечный свет постоянно разрушает метан в атмосфере Титана, какой-то источник должен пополнять его, иначе со временем он истощится. Исследователи подозревают, что метан мог быть извергнут в атмосферу Титана в результате криовулканизма — вулканов, выбрасывающих охлажденную воду вместо расплавленной каменной лавы, — но они не уверены, виноват ли в этом этот или какой-то другой процесс.

Потенциал для жизни

Жизненный потенциал

Многочисленные гравитационные измерения Титана космическим кораблем «Кассини» показали, что спутник скрывает подземный океан жидкой воды (вероятно, смешанной с солями и аммиаком). Зонд Европейского космического агентства «Гюйгенс» также измерял радиосигналы во время своего спуска на поверхность в 2005 году, что убедительно свидетельствовало о наличии океана на глубине от 35 до 50 миль (от 55 до 80 километров) под ледяной землей. Открытие глобального океана жидкой воды добавляет Титан к горстке миров в нашей Солнечной системе, которые потенциально могут содержать пригодную для жизни среду. Кроме того, реки, озера и моря жидкого метана и этана Титана могут служить обитаемой средой на поверхности Луны, хотя любая жизнь там, вероятно, будет сильно отличаться от земной.Таким образом, на Титане потенциально может быть среда с условиями, подходящими для жизни — это означает как жизнь, которую мы знаем (в подповерхностном океане), так и жизнь, которую мы не знаем (в углеводородной жидкости на поверхности). Хотя до сих пор нет никаких свидетельств жизни на Титане, его сложная химия и уникальная среда, несомненно, сделают его местом для дальнейших исследований.

Титан — Исследование Солнечной системы НАСА

Введение

Крупнейший спутник Сатурна Титан — необычный и исключительный мир.Среди более чем 150 известных спутников нашей Солнечной системы Титан — единственный со значительной атмосферой. И из всех мест в Солнечной системе Титан — единственное место, помимо Земли, где на поверхности есть жидкости в виде рек, озер и морей.

Титан больше планеты Меркурий и является вторым по величине спутником в нашей Солнечной системе. Спутник Юпитера Ганимед лишь немного больше (примерно на 2 процента). Атмосфера Титана состоит в основном из азота, как и земная, но с поверхностным давлением на 50 процентов выше, чем у Земли.На Титане есть облака, дождь, реки, озера и моря жидких углеводородов, таких как метан и этан. Самые большие моря имеют сотни футов в глубину и сотни миль в ширину. Под толстой коркой водяного льда Титана более жидкий океан, состоящий в основном из воды, а не из метана. Подземные воды Титана могут быть местом для жизни, какой мы ее знаем, в то время как его поверхностные озера и моря жидких углеводородов могут предположительно содержать жизнь, которая использует другой химический состав, чем мы привыкли, то есть жизнь, которую мы еще не знаем. Это.Титан также может быть безжизненным миром.

10 вещей, которые нужно знать о Титане

10 вещей, которые нужно знать о Титане

1

Титаник Луна

Самый большой спутник Сатурна Титан — второй по величине спутник в Солнечной системе. Он больше, чем планета Меркурий.

2

Выход Там

Титан вращается вокруг Сатурна, который вращается вокруг Солнца на расстоянии около 886 миллионов миль (1,4 миллиарда километров), что примерно в 10 раз дальше от Солнца, чем орбита Земли.

3

Медленный восход

Титан всегда обращен к Сатурну одной и той же стороной, поэтому Титану требуется 16 дней, чтобы совершить оборот вокруг Сатурна и совершить один оборот.

Зеркальный

4

Каменный лед

Титан — это ледяная луна с поверхностью из твердого водяного льда, но у Титана также, вероятно, есть океан жидкой воды под его поверхностью.

5

Редкий воздух

Титан — единственный спутник в Солнечной системе, который, как известно, имеет существенную атмосферу, состоящую в основном из азота, как и у Земли.

6

Соло на орбите

У Титана нет известной луны, но у луны могут быть луны.

7

без кольца

У Титана нет колец, но у некоторых спутников Сатурна могли быть кольца в прошлом, в то время как некоторые из спутников Сатурна создают кольца вокруг планеты.

8

Прохожие и один застарелый гость

Три других космических корабля — «Пионер-11» и «Вояджеры-1» и «Вояджеры-2» — изучали Титан, пролетая мимо Сатурна.Но Кассини пролетел близко к Титану 127 раз, находясь на орбите Сатурна в течение 13 лет.

9

потенциально обитаемый

Подповерхностный океан Титана может быть местом, где может существовать жизнь, какой мы ее знаем, в то время как его поверхностные озера и моря жидких углеводородов могут быть местами для поиска жизни, которой мы не знаем.

10

Приходите прогуляться

Воздух на Титане достаточно плотный, чтобы можно было ходить без скафандра. Но вам понадобится кислородная маска и защита от сильного холода.

Взгляды Кассини на Титан: композиция в ложных цветах

Знаете ли вы?

Знаете ли вы?

Как бы экзотично ни звучал Титан, в некотором смысле это один из самых гостеприимных миров Солнечной системы. Азотная атмосфера Титана настолько плотная, что человеку не понадобится скафандр, чтобы ходить по поверхности. Однако ему или ей понадобится кислородная маска и защита от холода — температура на поверхности Титана составляет около минус 290 градусов по Фаренгейту (минус 179 по Цельсию).

Плотная атмосфера Титана, а также гравитация, примерно эквивалентная земной Луне, означают, что капля дождя, падающая через небо Титана, будет падать медленнее, чем на Земле. В то время как дождь на Земле падает со скоростью около 20 миль в час (9,2 метра в секунду), ученые подсчитали, что дождь на Титане падает со скоростью около 3,5 миль в час (1,6 метра в секунду), или примерно в шесть раз медленнее, чем дождь на Земле. Капли дождя Титана также могут быть довольно большими. Максимальный диаметр капель дождя на Земле составляет около 0.25 дюймов (6,5 миллиметра), в то время как капли дождя на Титане могут достигать диаметра 0,37 дюйма (9,5 миллиметра), или примерно на 50 процентов больше, чем капли дождя на Земле.

Поп-культура

Поп-культура

Титан был известен в фильме 2009 года «Звездный путь» — США. «Энтерпрайз» выходит из варпа в атмосфере Титана, чтобы подкрасться к ромуланскому кораблю, атакующему Землю. Титан также появился в фильме «Звездный путь: Немезида», а также в эпизоде ​​«Звездный путь: Следующее поколение».Несколько других телевизионных шоу и фильмов с участием Титана, такие как фильм «Гаттака», шоу «Футурама» и «Эврика», а также культовый аниме-сериал «Ковбой Бибоп». Титан также присутствует в десятках видеоигр, а также в нескольких комиксах от Marvel и DC.

Титан был местом действия или сюжетом в десятках рассказов и романов гигантов научной фантастики, включая Артура Кларка, Филипа К. Дика и Айзека Азимова, а также легендарной актрисы «Звездного пути» Нишель Николс.Даже великие писатели, такие как Курт Воннегут, включали Титана в свои произведения.

Солнечная система в моем районе

В этом одночасовом задании учащиеся уменьшают масштаб огромной Солнечной системы до размеров своего района.

Ресурсы

Ресурсы

Научная страница NASA-JPL о Титане для миссии Кассини

Планетарный фотожурнал НАСА — Титан

Страница миссии Кассини НАСА-Лаборатории реактивного движения о других спутниках Сатурна

Самый большой спутник Сатурна дрейфует в космос в 100 раз быстрее, чем считали ранее исследователи

Титан, самый большой спутник Сатурна, удаляется от своей планеты с огромной скоростью, объявили астрономы на этой неделе.По словам ученых, Луна улетает в космос намного быстрее, чем предсказывалось ранее, что, возможно, меняет их понимание нашей Солнечной системы.

Согласно исследованию, опубликованному на этой неделе в журнале Nature Astronomy, Титан

, который, по мнению ученых, может поддерживать жизнь, движется примерно в 100 раз быстрее, чем предполагалось ранее. Используя данные космического корабля НАСА «Кассини», который наблюдал за Сатурном более 13 лет, астрономы обнаружили, что Титан мигрирует со скоростью около четырех дюймов в год.

Нет ничего необычного в том, что луны медленно дрейфуют от своих планет-хозяев — на самом деле, наша собственная луна постоянно улетает от Земли со скоростью 1,5 дюйма в год. Однако из-за удаленности Титана от Сатурна ученые думали, что он удаляется от планеты медленнее.

По данным НАСА, когда Луна движется по орбите, ее гравитация создает временную выпуклость на планете, вызывая приливы, когда океаны перемещаются из стороны в сторону. Со временем энергия, создаваемая этим взаимодействием, передается от планеты к ее луне, отталкивая ее дальше.

Но не беспокойтесь о нашей луне. «Земля не потеряет Луну до тех пор, пока и Земля, и Луна не будут поглощены Солнцем примерно через шесть миллиардов лет», — считают исследователи из Калифорнийского технологического института.

Титан больше, чем планета Меркурий, виден здесь, когда он вращается вокруг Сатурна в 2012 году. NASA/JPL-Caltech/Институт космических наук

Хотя ученым известно, что Сатурн сформировался 4,6 миллиарда лет назад, подробности формирования его колец и его системы из более чем 80 спутников менее точны.Зная, что Титан в настоящее время находится на расстоянии 759 000 миль от планеты, это новое открытие предполагает, что вся система расширилась относительно быстро.

«Этот результат представляет собой важную новую часть головоломки для широко обсуждаемого вопроса о возрасте системы Сатурна и о том, как образовались его спутники», — сказал ведущий автор Валери Лэйни в пресс-релизе.

«Большинство предыдущих работ предсказывали, что такие спутники, как Титан или спутник Юпитера Каллисто, были сформированы на орбитальном расстоянии, похожем на то, где мы видим их сейчас», — сказал соавтор Джим Фуллер.«Это означает, что лунная система Сатурна и, возможно, ее кольца формировались и развивались более динамично, чем считалось ранее».

В течение почти 50 лет ученые оценивали, насколько быстро луна дрейфует от своей планеты, исходя из предположения, что внешние луны мигрируют медленнее, чем более близкие луны, потому что они находятся дальше от гравитации принимающей планеты. Четыре года назад Фуллер выступил против этих теорий, опубликовав исследование, предполагающее, что новая модель орбиты позволит внешним спутникам мигрировать с той же скоростью, что и внутренним спутникам.

Чтобы получить свои новые данные о Титане, исследователи нанесли на карту фоновые звезды на изображениях, сделанных Кассини, чтобы отслеживать луну в течение 10 лет. Затем они сравнили свои выводы с независимым набором радионаучных данных, измеряющих скорость Кассини под влиянием Луны.

«Используя два совершенно разных набора данных, мы получили результаты, которые полностью согласуются, а также согласуются с теорией Джима Фуллера, которая предсказала гораздо более быструю миграцию Титана», — сказал соавтор Паоло Тортора.

Впечатляющие необработанные изображения спутников Сатурна 12 фото

Титан диаметром 5149 км является вторым по величине спутником во всей Солнечной системе, больше даже планеты Меркурий. Это единственная луна с плотной атмосферой, покрытая реками и морями из жидкого метана и этана.

Под этими телами жидкости находится толстый слой льда. Данные с «Кассини» показали, что океан с жидкой водой лежит еще глубже, а это означает, что Титан потенциально может поддерживать жизнь.

В 2026 году НАСА планирует продолжить изучение Луны с помощью своей миссии Dragonfly, которая прибудет на Титан к 2034 году. Дрон будет следить за Луной в течение почти трех лет, чтобы выяснить, сможет ли она когда-нибудь стать обитаемой.

Более Софи Льюис

Софи Льюис — продюсер социальных сетей и обозреватель новостей CBS News, специализирующийся на космосе и изменении климата.

Почему именно НАСА отправляет дрон стоимостью 1 миллиард долларов на «утопический» лунный Титан Сатурна

Гигант Луны появляется перед гигантом планеты, претерпевающей сезонные изменения в этом естественном … [+] цветной вид Титана и Сатурна с космического корабля НАСА Кассини. Титан, самый большой спутник Сатурна, имеет размеры 3200 миль или 5150 километров в поперечнике и больше, чем планета Меркурий.

НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт/SSI

Крупнейший спутник Сатурна Титан — больше, чем планета Меркурий — представляет собой странное, ненормальное место.Но это также может быть своего рода «утопией» для астробиологов.

Его гравитация составляет всего 14% от земной; мы могли летать, просто взмахивая руками. У него азотная атмосфера, как у Земли. Здесь есть дождь, озера и океаны, состоящие из жидкого этана и метана. Здесь есть долины, горные хребты, плоскогорья и дюны. У него сильные зимние бури. Там есть вулканы, извергающие лед. Идет снег.

Пребиотическая химия Титана может даже содержать секрет того, как жизнь возникла в ранней Солнечной системе.«Титан представляет собой утопию исследователя», — сказал Алекс Хейс, доцент астрономии и директор Центра планетарных изображений космического корабля в Корнельском университете и соавтор новой статьи, опубликованной в The Planetary Science Journal , в которой излагается то, что наука НАСА грядущей миссии «Стрекоза».

БОЛЬШЕ ОТ FORBESRevealed: «Ночная миссия» НАСА к Меркурию, единственной внутренней планете, на которую мы еще не приземлились Джейми Картер

В документе подробно описывается, что миссия будет пытаться выполнить, пока «перемещаемый движущийся корабль» находится на поверхности Титана:

  • поиск химических биосигнатур, прошлых или настоящих, от водной жизни до тех, которые могут использовать жидкие углеводороды.
  • исследовать активный цикл метана на Луне.
  • исследуют химию пребиотиков в атмосфере и на поверхности.

«Научные вопросы, которые у нас есть для Титана, очень широки, потому что мы еще мало знаем о том, что на самом деле происходит на поверхности», — сказал Хейс, чьи основные научные интересы заключаются в понимании Титана как сложного земного мира и процессы, определяющие его эволюцию.

«Это включает в себя все, от взаимодействия метанового цикла с поверхностью и атмосферой до маршрутизации материала по всей поверхности и потенциального обмена с внутренней частью», — добавил он.

Художественное представление стрекозы на поверхности Титана.

НАСА/Джонс Хопкинс APL

Что такое NASA Dragonfly?

Dragonfly — это автономный дрон размером с марсоход с восемью роторами, который, как и Ingenuity на Марсе, сможет легко менять местоположение.

Планируется, что он будет летать в новое место каждый день Титана (16 земных дней) для наблюдения и проведения экспериментов, предварительно совершив короткие разведывательные полеты. Это сделало бы его первым транспортным средством, которое доставило бы всю научную полезную нагрузку в несколько мест на Луне или планете.

Технически это возможно, поскольку плотная и плавучая атмосфера Титана в четыре раза плотнее земной.

Когда NASA Dragonfly запустится и приземлится?

Титан находится в миллиарде миль от Земли, так что это означает семилетнее путешествие. Его запуск запланирован на июнь 2027 года, а достижение Титана — в 2034 году.

Dragonfly приземлится в дюнах экваториальных районов Титана, и его миссия продлится два года после прибытия.

Чем так интересен Титан?

Титан — единственное планетарное тело, помимо Земли, о котором известно, что на его поверхности есть жидкость.Однако это потому, что такой холодный . Титан находится в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, и получает около 1% солнечного света, получаемого Землей, что означает температуру поверхности около -290ºF/-179ºC. Следовательно, этан и метан ведут себя как жидкости и образуют дождь, озера и океаны.

Титан содержит органические соединения, называемые толинами, – сложные органические молекулы, подвергающиеся воздействию радиации и солнечного света в течение длительного периода времени, о которых ученые почти ничего не знают.

Присутствует только во внешней части Солнечной системы, считается, что эти молекулы могли быть строительными блоками, из которых началась жизнь, потому что они должны были присутствовать в ранней Солнечной системе.

Таким образом, Титан

может дать ученым ключ к пониманию того, какими были условия на ранней Земле, когда зарождалась жизнь.

Эти шесть инфракрасных изображений Титана, спутника Сатурна, представляют собой одни из самых четких и … [+] бесшовных глобальных изображений ледяной поверхности спутника, сделанных до сих пор.

NASA/JPL-Caltech/Stéphane Le Mouélic, Нантский университет, Вирджиния Пасек, Аризонский университет

Что такое Кассини-Гюйгенс?

Ныне мертвый зонд НАСА «Кассини» провел 13 лет, исследуя Сатурн, его кольца и спутники, и совершил множество облетов Титана. В начале своей миссии также отправляется зонд для посадки на Луну. Названный Гюйгенс, он погрузился в атмосферу Луны в 2005 году, создав фильм о своем 2,5-часовом спуске на поверхность, где он приземлился, окруженный округлыми глыбами льда. Древний Гюйгенс видел сухие береговые линии, напоминающие Землю, и обширные реки метана.

Тем не менее, остается много вопросов, потому что, хотя радар Кассини позволил ученым проникнуть в плотную метановую атмосферу Луны, чтобы идентифицировать похожие на Землю дюны, озера и горы, данные не могли раскрыть их состав.«На каждый вопрос, на который мы ответили во время исследования Титана миссией «Кассини» с орбиты Сатурна, мы получили 10 новых», — сказал Хейс.

Чистого неба и широких глаз.

Головоломка с дюнами на Титане решена — ScienceDaily

Титан, самый большой спутник Сатурна, представляет собой необычное место. В отличие от любой другой луны, она имеет плотную атмосферу. Здесь есть реки и озера, состоящие из компонентов природного газа, таких как этан и метан. Здесь также есть продуваемые всеми ветрами дюны высотой в сотни ярдов, шириной более мили и длиной в сотни миль, несмотря на данные, свидетельствующие о том, что на тело действует только легкий бриз.

Исследование, проведенное Девоном Бёрром, доцентом кафедры наук о Земле и планетах Университета Теннесси в Ноксвилле, показывает, что ветер на Титане должен дуть быстрее, чем считалось ранее, чтобы двигать песок. Открытие может объяснить, как образовались дюны.

Результаты опубликованы в текущем выпуске академического журнала Nature .

Десять лет назад Бёрр и другие ученые были поражены фотографиями Титана, сделанными космическим аппаратом «Кассини», на которых были показаны невиданные ранее дюны, созданные частицами, о существовании которых ранее не было известно.

«Было удивительно, что на Титане были частицы размером с песчинку — мы до сих пор не понимаем их происхождение — и что на Титане были достаточно сильные ветры, чтобы перемещать их», — сказал Берр. «До того, как мы увидели изображения, мы думали, что ветер слишком слабый, чтобы совершить это движение».

Однако самой большой загадкой была форма дюн. Данные «Кассини» показали, что преобладающие ветры, сформировавшие дюны, дули с востока на запад. Однако обтекаемый вид дюн вокруг препятствий, таких как горы и кратеры, указывал на то, что они были созданы ветрами, движущимися в прямо противоположном направлении.

Чтобы разобраться в этой головоломке, Берр посвятил шесть лет реконструкции несуществующей аэродинамической трубы высокого давления НАСА, чтобы воссоздать условия на поверхности Титана. Затем она и ее команда увеличили давление в туннеле, чтобы имитировать плотную атмосферу Титана, включили вентилятор в аэродинамической трубе и изучили, как ведет себя экспериментальный песок. Из-за неуверенности в свойствах песка на Титане они использовали 23 различных сорта песка в аэродинамической трубе, чтобы зафиксировать возможное поведение песка на Титане.

После двух лет множества моделей и перекалибровки команда обнаружила, что минимальный ветер на Титане должен быть примерно на 50 процентов быстрее, чем считалось ранее, чтобы двигать песок.

«Наши модели начинались с предыдущих моделей скорости ветра, но нам приходилось постоянно настраивать их, чтобы они соответствовали данным аэродинамической трубы», — сказал Берр. «Мы обнаружили, что для движения песка на поверхности Титана требуется скорость ветра выше, чем предполагалось в предыдущих моделях».

Причиной необходимой настройки стала плотная атмосфера.Таким образом, это открытие также подтверждает использование старых моделей для тел с тонкой атмосферой, таких как кометы и астероиды.

Открытие ветра с более высоким порогом дает объяснение и форме дюн.

«Если преобладающие ветры легкие и дуют с востока на запад, то они недостаточно сильны, чтобы двигать песок», — сказал Берр. «Но редкое событие может привести к тому, что ветер на мгновение поменяет направление и усилится».

Согласно атмосферным моделям, ветер меняет направление дважды в течение года Сатурна, который равен примерно 30 земным годам.Это изменение происходит, когда солнце пересекает экватор, вызывая смещение атмосферы, а затем и ветров. Берр предполагает, что только в течение этого короткого времени, когда дуют с запада быстрые ветры, формируются дюны.

«Кассини мог не заметить высокую скорость ветра, потому что это случается так редко.»

Это исследование было поддержано грантами Программы НАСА по планетарной геологии и геофизике и Программы исследования внешних планет. Новый грант позволит Берр и ее коллегам изучить ветры Титана в различных климатических условиях на Титане, а также влияние электростатических сил на движение песка.

В команду

Берра входили доцент UT Earth and Planetary Sciences Джош Эмери, а также коллеги из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, Института SETI, Университета штата Аризона и Калифорнийского университета в Дэвисе.

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Теннесси . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

В поисках жизни на большом спутнике Сатурна

Другое дело — углекислый газ. Поскольку этот газ составляет всего 0,04% земной атмосферы, «если бы вы измерили содержание углекислого газа [на Земле], вы бы обнаружили, что он очень изменчив», — говорит Маккей. Изменение содержания углекислого газа, вызванное жизнью, достаточно велико, чтобы повлиять на общее количество. На Титане аналогом углекислого газа может быть молекулярный водород, составляющий менее 0,5% лунной атмосферы. Если биологические процессы на Титане потребляют водород, этот газ может колебаться, давая исследователям признаки жизни.

Активный поиск живых организмов в любом другом мире затруднен.Это особенно верно в такой инопланетной среде, как Титан. В отличие от Марса и Энцелада, где мы знаем, что земная жизнь будет функционировать с аналогами земного метаболизма, обнаружение жизни на Титане потребует множества различных подходов. Во-первых, зонд должен искать биомаркеры в окружающей среде, такие как дисбаланс или циклы уровней газа.

Во-вторых, исследуя поверхностные материалы, посадочный модуль продолжал поиск новых структур или незнакомых, повторяющихся, негеологических узоров. Лодки или подводные лодки могли вынюхивать биосигнатуры в метановых морях Титана. Орбитальные аппараты также могли обнаруживать биосигнатуры сверху. Один из рассматриваемых зондов, беспилотный летательный аппарат под названием Dragonfly, предназначен для определения уровня водорода путем сбора материала вокруг него. Затем он изучит материал с помощью усовершенствованного масс-спектрометра газового хроматографа, который будет разделять и анализировать определенные типы молекул в образце. На Марсе и Энцеладе ученые ищут жизнь на водной основе, поэтому они будут искать молекулы, которые хорошо работают в воде, такие как аминокислоты и липиды.Но на Титане мы понятия не имеем, какие молекулы искать. Поэтому исследователи будут искать все, что бросается в глаза и заставляет их сказать: «Ха, это странно».

Открытие жизни на Титане станет переломным моментом в биологических науках. Хотя жизнь на Марсе или Энцеладе, вероятно, будет химически похожа на ту, что есть на Земле, на Титане любая жизнь, способная выжить в жидком метане, скажет нам, что во Вселенной существует более одного вида жизни. Как выразился Маккей, новости сообщали нам: «У нас есть не только соседи, но и они странные, или мы странные, мы не знаем какие.Это было бы замечательно.

Почему Сатурн не съел Титан, его самую большую луну?

В классической мифологии титан Кронос, которого римляне интерпретировали как Сатурн, пожирал своих новорожденных детей, чтобы предотвратить предсказанный переворот. (Он не преуспел, и Зевс стал царем богов.)

В планетологии возникает аналогичный сценарий, когда ученые воссоздают эволюцию больших планет, таких как Сатурн, у которого есть спутниковая система, в которой доминирует один массивный спутник, Титан.Обычно эти смоделированные планеты либо съедают свою орбитальную свиту, либо несколько значительных спутников доживают до зрелого возраста, как четыре галилеевых спутника Юпитера.

Как же тогда Сатурн оказался с массивным Титаном и множеством более мелких спутников? Используя набор симуляций, подробно описанных в понедельник в журнале Astronomy and Astrophysics, группа ученых-планетологов нашла объяснение тому, как такой спутник, как Титан, мог избежать слишком близкого сближения со своим смертоносным родителем.

«Титан — один из крупнейших спутников в нашей Солнечной системе», — сказал Юрий Фуджи из Университета Нагоя и ведущий автор нового исследования.— Я хотел бы раскрыть его происхождение.

Большие планеты в зачаточном состоянии окутаны вращающимся диском из газа и пыли. Обычно большинство их лун, если они есть, формируются в тандеме с планетой из этого диска.

Некоторые из них могут быть маленькими и ледяными, а другие могут закончиться как Титан, второй по величине спутник в нашей Солнечной системе. Больше, чем планета Меркурий, Титан представляет собой громадную массу с жидкими углеводородными морями и толстой азотной атмосферой. Но когда ученые пытаются смоделировать, как эти луны росли и развивались, они получают спутниковые системы, которые не воспроизводят реальность.

Доктор Фудзи сказал, что эти симуляции чрезмерно упрощают движение лун и поведение этих газовых околопланетных дисков.

Она и ее коллега попытались более детально смоделировать формирование луны для планеты, находящейся на расстоянии Сатурна от Солнца. Вместо того, чтобы рассматривать большой мир, окруженный упрощенным газовым диском, она смоделировала среду с более сложными, точно масштабируемыми температурами и плотностями. Затем она подправила количество турбулентности в самом газе. Затем они смоделировали более 100 000 лет эволюции Луны, добавив гравитационные толчки, вызванные мигрирующими спутниками, и учитывая диссипацию диска с течением времени.

Она обнаружила, что на диске появляется полоса пространства, которая действует как зона безопасности. Эта зона представляет собой пыльное пространство с резким перепадом температур между более теплым внутренним краем, ближе к планете, и более холодным внешним краем, ближе к пустоте. Теплый газ внутри этой полосы, который колеблется между 20 и 100 планетарными радиусами от молодой планеты, препятствует тому, чтобы отдаленные спутники, такие как Титан, двигались внутрь и становились закусками для молодой планеты. А вот лунам, которые уже живут внутри зоны безопасности, не повезло.

Моделирование, как сказал доктор Фудзи, воспроизводит спутниковую систему с одной большой луной вокруг планеты, похожей на Сатурн, хотя этот результат во многом зависит от того, сколько времени потребуется газу в диске, чтобы исчезнуть, и как далеко от планеты изначально формируются большие луны.

«Мы впервые обнаружили пару случаев и условий, когда количество больших лун становится единицей», — сказала она.

Люк Донес, эксперт по планетарным кольцам и динамике Солнечной системы из Юго-Западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо., сказал, что симуляции были «интересными, но предварительными», и скептически отнесся к тому, могут ли они многое рассказать о том, как формируются и растут луны в более широком смысле. Например, он задавался вопросом, сможет ли эта работа воспроизвести спутниковую систему, подобную системе Юпитера, учитывая, что начальные условия, подобные Юпитеру, будут существенно отличаться от смоделированного Сатурна.

Изучение происхождения Сатурна и Титана по-прежнему остается выдающимся заданием, поскольку луны во внешней Солнечной системе сейчас находятся на переднем крае поиска жизни за пределами Земли.