Учёные объяснили схожесть спутника Сатурна Титана с Землёй

3DNews Технологии и рынок IT. Новости космос Учёные объяснили схожесть спутника Сатур…

Самое интересное в обзорах

01.05.2022 [17:50],  Павел Котов

Титан, крупнейший спутник Сатурна, отличают ландшафты, очень похожие на земные: реки и озёра, каньоны и песчаные дюны. Разница в том, что на Титане этот ландшафт образуют кардинально отличные от земных вещества: по руслам рек течёт жидкий метан, а песчаные дюны образуются иными углеводородными соединениями. Группа учёных попыталась понять, как этот заведомо менее прочный ландшафт не рассыпается в пыль.

Источник изображения: nasa.gov

Научный мир долго не мог понять, каким образом образовались, а главное, как поддерживались все эти элементы неземного ландшафта. Дело в том, что углеводородные соединения существенно более хрупкие в сравнении с превалирующими на Земле соединениями кремния.

Азотные ветры и жидкий метан должны были обратить отложения Титана в мелкую пыль, не способную образовывать рельефных элементов.

Ответы на многие вопросы, вероятно, нашла группа учёных во главе с доцентом Стэнфордского университета (США) Матьё Лапотром (Mathieu Lapôtre). По их мнению, ландшафт Титана мог сформироваться благодаря сочетанию агломерации (спекания) материалов, действия ветра и смены сезонов. Ключом к открытию оказались ооиды — сферические или зернистые минеральные отложения, которые встречаются на Земле. Эти отложения образуются в результате разрушения крупных силикатных образований, например, камней. С одной стороны, на ооиды осаждаются различные минералы, с другой, зёрна подвержены дальнейшему разрушению под действием воды и ветров. В какой-то момент процессы осаждения и разрушения уравновешивают друг друга, и ооиды сохраняют постоянный размер, а при переносе силами стихий на новые места они снова образуют крупные структуры.

Учёные предположили, что подобные механизмы могут работать и на Титане. Для проверки своей гипотезы они проанализировали собранные миссией «Кассини» данные об атмосфере Титана и попытались понять, каким образом могли сформироваться различные геологические объекты. Как выяснилось, в районе экватора чаще дуют ветры, создавая условия для формирования песчаных дюн. В других регионах движения атмосферы не столь интенсивны, что позволяет формироваться более прочным зернистым минералам и осадочным породам.

На Титане, как и на Земле (и больше нигде в Солнечной системе), существует сезонный цикл переноса жидкости — на основании этого тезиса авторы исследования выдвинули гипотезу, что движение жидкого метана оказывает на породы двоякое воздействие, способствуя как эрозии, так и образованию отложений.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Материалы по теме

Постоянный URL: https://3dnews.ru/1065076/uchyonie-obyasnili-shogest-sputnika-saturna-titana-s-zemlyoy

Рубрики: Новости Hardware, космос,

Теги: титан, сатурн, геология

← В прошлое В будущее →

Спутники Сатурна: Титан, Рея, Мимас

7. 5K

Like Love Haha Wow Sad

Angry

На данном снимке показаны три спутника Сатруна: Титан (самый крупный на снимке), Рея (среднего размера) и Мимас.

Image credit: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Один полумесяц – это привычная для нас картина на земном небе, но у Сатурна много спутников, и на его небосводе мы могли бы увидеть три или даже больше полумесяцев. На данном снимке показаны три спутника Сатруна: Титан (самый крупный на снимке), Рея (среднего размера) и Мимас.

Изображение было получено в видимом свете с космического аппарата NASA «Кассини» 25 марта 2015 года на расстоянии приблизительно 4,3 миллиона километров от Титана. Масштаб изображения: Титан – 26 км на пиксель, Мимас – 18 км на пиксель, Рея – 15,7 км на пиксель.

Диаметр Титана составляет 5150 км, что на 50% больше диаметра Луны. При этом Титан на 80% превосходит спутник Земли по массе.

Его поверхность в основном состоит из водяного льда и осадочных органических веществ. Поверхность геологически молодая, в основном ровная, за исключением небольшого количества горных образований и кратеров, а также нескольких криовулканов. Плотная атмосфера, окружающая Титан, долгое время не позволяла увидеть поверхность спутника. Несмотря на низкую температуру, Титан сопоставляется с Землёй на ранних стадиях развития, и нельзя исключать, что на спутнике возможно существование простейших форм жизни, в частности, в подземных водоёмах, где условия могут быть гораздо комфортнее, чем на поверхности.

Размер Реи равен 1527 км в диметре. Ее открыл Джованни Кассини в 1672 году. Рея — ледяное тело со средней плотностью, равной 1233 кг/м³. Столь низкая плотность свидетельствует, что каменные породы составляют менее трети массы спутника, а остальное приходится на водяной лёд. Рея по составу и геологической истории похожа на Диону. Оба спутника имеют различающиеся ведущее и заднее полушария.

Ведущее полушарие Реи сильно кратерировано и однородно светлое. Заднее полушарие содержит тёмные участки, а также сеть ярких тонких полосок. Первоначально полагали, что они образовались в результате выброса воды или льда на поверхность (например, в результате криовулканизма). Однако данные «Кассини» показали, что схожие (но более выраженные) образования на Дионе представляют собой не выбросы вещества, а ледяные хребты и обрывы. Фотографии Реи, присланные «Кассини» в январе 2006 года, окончательно подтвердили гипотезу об обрывах.

Мимас имеет размер 396 км в диаметре. Орбита спутника имеет почти идеальную круговую форму. Среднее расстояние от Мимаса до центра Сатурна составляет около 185 539 км. Отличительной особенностью этого спутника является огромный ударный кратер Гершель, диаметром 139 км, названный в честь первооткрывателя спутника. Вероятно, далеко в прошлом с Мимасом столкнулся огромный астероид и образовал данный кратер. Удар, от которого образовался кратер Гершель, по всей видимости, чуть не расколол Мимас.

Трещины, заметные на противоположной стороне спутника, вероятно, образованы ударными волнами, прошедшими сквозь его тело. Диаметр кратера составляет почти треть диаметра самого Мимаса. Высота стен кратера составляет почти 5 км, наибольшая глубина 10 км.

изображений титанов

изображений титанов

Это первый цветной вид поверхности Титана после обработки для добавления отражения. спектральные данные, дает лучшее представление о фактическом цвете поверхности. Изначально Считается, что это камни или ледяные глыбы, но они больше размером с гальку. Два каменных объекта чуть ниже середины изображения около 15 сантиметров (слева) и 4 сантиметра (в центре) соответственно, на расстоянии около 85 сантиметров от Гюйгенса. Поверхность более темный, чем ожидалось изначально, состоящий из смеси воды и углеводородного льда. Там также является свидетельством эрозии у основания этих объектов, что указывает на возможную речную деятельность.

Похоже, что Гюйгенс мог приземлиться в пересохшем русле реки. Тем не менее, жидкость здесь текла не вода, а метан. Измерения спектров (цвет) соответствуют составу грязной воды. лед, а не силикатные породы. Тем не менее, они тверды, как скала, на Титане. температуры.

Почва Титана, по-видимому, состоит, по крайней мере, частично из осажденных отложений органическая дымка, окутывающая планету. Этот темный материал оседает из атмосфера. Когда метановые дожди смывают большие высоты, он концентрируется на дно дренажных каналов и русла рек, способствующие затемнению участков видно на изображениях DISR.

Это необработанное изображение было возвращено камерой ESA Huygens DISR после того, как зонд опустился через атмосфера Титана. На нем изображена поверхность Титана с разбросанными вокруг ледяными глыбами. размер и расстояние между блоками будут определены при правильной обработке изображения.

Эта мозаика из трех кадров обеспечивает беспрецедентную детализацию области высокого хребта, включая сток в русло крупной реки из разных источников.

Изображения, сделанные DISR, показывают, что Титан необычайно Землеподобная метеорология и геология. Изображения показывают сложную сеть узкие дренажные каналы, идущие от более ярких возвышенностей к более низким, более плоским, темным регионы. Эти каналы сливаются в речные системы, впадающие в дно озер. прибрежные «острова» и «отмели» удивительно похожи на земные.

Другие данные Гюйгенса предоставляют убедительные доказательства того, что жидкости текут по Титану. Тем не менее, жидкость речь идет о метане, простом органическом соединении, которое может существовать в виде жидкости или газа. при температурах Титана ниже 170 градусов по Цельсию, а не в воде, как на Земле. Реки и озера Титана в данный момент кажутся сухими, но мог идти дождь не так давно.

Единственное изображение, полученное прибором Huygens DISR темной равнины на Титане, полученное во время спуск к месту посадки, что свидетельствует об обтекании ярких «островов». Области ниже а над ними светлые острова могут быть на разной высоте.

Одно изображение DISR от Huygens, на котором видны две новые детали на поверхности Титана. Яркий линейная особенность указывает на область, где водяной лед мог быть выдавлен на поверхность. Также видны короткие короткие темные каналы, которые, возможно, были образованы «пружинами» жидкий метан, а не метановый «дождь».

Вид на Титан с прибора VIMS на орбитальном аппарате «Кассини». Зонд Гюйгенс приземлился в маленьком красном кружке на границе светлой и темной областей. Размер кружок показывает поле зрения тепловизора Huygens DISR с высоты 20 километров.

Это изображение представляет собой композицию из 30 изображений, полученных зондом ЕКА Гюйгенс. Они были взяты из высота варьировалась от 13 километров вниз до 8 километров, когда зонд снижался к место его посадки. Эти изображения были сделаны с разрешением около 20 метров на пиксель и занимать территорию протяженностью до 30 км.

На этом изображении, сделанном во время спуска «Гюйгенса» на поверхность Титана, видна граница между более светлой возвышенностью, отмеченной чем-то вроде дренажа каналы и более темные нижние области. Эти снимки были сделаны с высоты около 8 километров с разрешением около 20 метров на пиксель.

Композиция поверхности Титана во время спуска. Он показывает полный 360-градусный обзор вокруг Гюйгенс. Левая сторона, позади Гюйгенса, показывает границу между светлыми и темными областями. Белые полосы, видимые вблизи этой границы, могут быть приземным «туманом» метана или паров этана. так как они не были сразу видны с больших высот. Когда зонд опустился, он дрейфовал над плато (в центре изображения) и направлялся к месту посадки в темноте площадь (справа). Эта темная область, возможно, является дренажным каналом, который все еще может содержать жидкость. материал. Судя по дрейфу зонда, скорость ветра оценивается примерно в 6-7 баллов. метров в секунду. Эти снимки были сделаны с высоты около 8 километров с разрешение около 20 метров на пиксель.

Это одно из первых необработанных изображений, полученное зондом ESA Huygens во время его успешной работы. спуск. Оно было снято с высоты 16,2 километра с разрешением примерно 40 метров на пиксель. По-видимому, на нем видны короткие, обрубленные дренажные каналы, ведущие к береговой линии.

Это одно из первых необработанных изображений, полученное зондом ESA Huygens во время его успешной работы. спуск. Снято на высоте 8 километров с разрешением 20 метров на пиксель. На нем показано, что может быть местом посадки, с береговой линией и границами между возвышенностями. и затопленные равнины.

Звуки Титана во время спуска Гюйгенса
Эта запись представляет собой лабораторную реконструкцию звуков, слышимых микрофонами Гюйгенса. Здесь объединены несколько звуковых семплов, снятых в разное время во время спуска. вместе и дать реалистичное воспроизведение того, что мог бы испытать путешественник на борту Гюйгенса. слышен в течение одной минуты спуска через атмосферу Титана.

(Все изображения защищены авторским правом ESA/NASA/JPL/University of Arizona)

Предварительные научные результаты Гюйгенса — Пресс-релиз ЕКА (21 января 2005 г.)
Пресс-конференция Гюйгенса 21 января — Пресс-релиз ЕКА (18 января 2005 г.)
Гюйгенс приземляется на Титане — Пресс-релиз ЕКА (14 января 2005 г.)

Домашняя страница Гюйгенса на NSSDCA
Домашняя страница Cassini на NSSDCA
Домашняя страница Гюйгенса на ESA
Планетарная домашняя страница

Автор/куратор:
д-р Дэвид Р. Уильямс, [email protected]
NSSDCA, почтовый индекс 690.1
Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
Greenbelt, MD 20771
+1-301-286-1258

Официальный представитель НАСА: Дэйв Уильямс, david.r.
[email protected]
Последнее обновление: 21 января 2005 г., DRW

Dazzling Views Покажите поверхность Титана, спутника Сатурна, как никогда раньше

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Эти мозаики поверхности Титана, спутника Сатурна, были построены с использованием данных, собранных за 13 лет визуальным и инфракрасным картографическим спектрометром на борту космического корабля НАСА «Кассини». (Изображение предоставлено: NASA/JPL-Caltech/Университет Нанта/Университет Аризоны)

г. Таинственная поверхность огромного спутника Сатурна Титана становится невероятно четким на недавно опубликованных фотографиях, сделанных космическим кораблем НАСА «Кассини».

Члены команды «Кассини» создали набор из шести изображений, используя данные, собранные за 13 лет визуальным и инфракрасным картографическим спектрометром (VIMS) орбитального зонда Сатурна. Как следует из названия, VIMS работает с длинноволновым инфракрасным светом, что позволяет прибору видеть сквозь густую дымку Титаника, которая затемняет вид холодной поверхности Луны в видимом свете.

Ученые «Кассини» и раньше создавали мозаики VIMS, но эти предыдущие попытки обычно имели заметные швы, заявили представители НАСА. Такие швы, естественно, возникают в результате сшивания изображений, сделанных во время разных столкновений с Титаном, которые отличались условиями освещения и углами пролета. [Удивительные фотографии: Титан, самая большая луна Сатурна]

Но новые мозаики в значительной степени цельные — прорыв стал возможен благодаря повторному анализу данных VIMS и кропотливой ручной обработке полученных мозаик, говорят члены команды миссии.

«Поскольку швы теперь разошлись, эта новая коллекция изображений, безусловно, является лучшим представлением того, как мог бы выглядеть глобус Титана для случайного наблюдателя, если бы не туманная атмосфера Луны, и, вероятно, она не будет заменена на какое-то время», — написали представители НАСА в заявлении в среду (18 июля).

Действительно, фотографии дают зрителям новую оценку сложной и разнообразной поверхности Титана, которая может похвастаться дюнами углеродсодержащих органических соединений, ледяными отложениями и обширными морями жидких углеводородов. (Титан — единственный известный внеземной объект, на поверхности которого находятся стабильные тела жидкости.)

На изображениях в видимом свете, снятых над плотной, состоящей из азота атмосферой Титана, ничего из этого разнообразия не просматривается; Луна шириной 3200 миль (5150 километров) выглядит как нечеткий оранжево-коричневый шар.

Титан, как он выглядит из космоса в видимом свете. Космический аппарат НАСА «Кассини» сделал этот снимок в январе 2013 года, когда он находился на расстоянии около 895 000 миль (1,44 миллиона километров) от большой луны. (Изображение предоставлено НАСА/JPL-Caltech/Институт космических наук)

Однако в не столь отдаленном будущем ученые могут получить четкое, близкое представление о ландшафте Титана: миссия под названием «Стрекоза» должна исследовать огромную поверхность спутника. и оценить его потенциал для жизни с помощью роботизированного мини-вертолета. Dragonfly является одним из двух финалистов, наряду с усилиями по возврату образцов кометы, для следующего слота миссии НАСА New Frontiers. Агентство намерено объявить победителя в 2019 году.и запустить миссию к 2025 году.

Миссия Кассини стоимостью 3,2 миллиарда долларов — совместная работа НАСА, Европейского космического агентства и Итальянского космического агентства — была запущена в 1997 году и достигла Сатурна летом 2004 года. система более 13 лет, собирая множество данных о планете, ее знаковых кольцах и ее многочисленных спутниках. Базовый корабль «Кассини» также нес посадочный модуль под названием «Гюйгенс», который приземлился на Титане в январе 2005 года.

Новаторская миссия завершилась в сентябре 2017 года преднамеренным смертельным погружением на Сатурн — шаг, призванный гарантировать, что «Кассини» не загрязнит Титан или аналогичный потенциально жизнеобеспечивающий спутник Энцелад с микробами с Земли.

Подписывайтесь на Майка Уолла в Twitter @michaeldwall и Google+. Следуйте за нами @Spacedotcom, Facebook или Google+. Первоначально опубликовано на Space.com.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Майкл Уолл — старший космический обозреватель Space.com (открывается в новой вкладке) , присоединился к команде в 2010 году. В основном он освещает экзопланеты, космические полеты и военный космос, но, как известно, увлекается космическим искусством. Его книга о поисках инопланетной жизни «Out There» была опубликована 13 ноября 2018 года. Прежде чем стать научным писателем, Майкл работал герпетологом и биологом дикой природы. У него есть докторская степень. по эволюционной биологии Сиднейского университета, Австралия, степень бакалавра Аризонского университета и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз.