Vissa sjöar på Titan har ringliknande former runt omkring sig, och forskare försöker ta reda på hur de bildades. Att förstå hur de bildades kan berätta för oss om hur hela regionen de är i, inklusive sjöarna, bildades. De ringformade funktionerna finns runt pooler och sjöar i Titans polära regioner.
Tack vare Cassini-rymdskeppet, som tillbringade 13 år att studera Saturnus och dess månar, vet vi att den frigida månen Titan är en spännande plats. Cassini visade oss att Titan har cirka 650 sjöar och hav i sina polära regioner. Vi vet också att cirka 300 av dem har flytande etan och metan i dem, även om de inte alla är fulla.
"Bildandet av Titans sjöar och deras omgivande funktioner är fortfarande en öppen fråga."
Anezina Solomonidou, ESA-forskare vid European Space Astronomy Center och huvudförfattare för studien.
Huvuddelen av de mindre sjöarna på Titan har vassa kanter och plana golv. De kan nå 600 meters djup och de har smala yttre fälgar som är cirka 1 km breda.
Men några av dessa sjöar och pooler har nyfikna ringformade drag runt dem som kan sträcka sig upp till 10 km inåt landet. Forskare kallar dem vallar, och de omsluter helt sin värdsjö.
En ny studie tittade djupare på dessa rampartfunktioner. Studien har titeln "Spektral- och emissivitetsanalys av de upphöjda vallarna runt Titans norra sjöar." Huvudförfattaren är Anezina Solomonidou, en ESA-forskare vid European Space Astronomy Center (ESAC.) De förlitade sig på data från Cassinis Visual and Infrared Mapping Spectrometer (VIMS) för att mäta utsändningarna för vallarna och andra funktioner på Titan, för att hitta alla likheter och skillnader.
"Bildandet av Titans sjöar och deras omgivande funktioner är fortfarande en öppen fråga," sade Solomonidou i ett pressmeddelande. "Ramparts kan ha viktiga ledtrådar om hur de sjöfyllda polära regionerna i Titan blev det vi ser idag. Tidigare forskning avslöjade deras existens, men hur bildades de? ”
Forskargruppen undersökte fem regioner nära Titans nordpol, en region rik med sjöar och upphöjda vallar. De tittade också på tre tomma sjöar i en närliggande region för jämförelse. Teamet kombinerade VIMS-uppgifterna med data från Cassinis Synthetic Aperture Radar (SAR) Imager.
Sjöarna varierade i storlek från mindre 30 km2 sjöar till mycket större, upp till 670 km2 i storlek. Alla sjöarna var helt omringade av vallar som är upp till 200 m till 300 m höga, och som sträcker sig upp till 30 km inåt från sjöens kanter.
Vad studien fann är bäst uttryckt av studiens huvudförfattare: "De spektrala uppgifterna visade att vallarna har en annan sammansättning med avseende på deras omgivningar," sade Solomonidou. "Golven i tomma sjöar som vi studerade verkar också vara spektralt lika med vallarna, vilket tyder på att både tomma bassänger och vallar kan vara tillverkade av eller belagda med liknande material och kan ha bildats på liknande sätt."
Sjöarna och vallarna spektrala emissivitet liknar en annan av Titans funktioner. Den så kallade labyrintterrängen är utbredd på Titan, även om den bara täcker cirka 5% av månens yta. Denna labyrintterräng orsakades av flytande kolväten som strömmade över Titans yta och huggade ut kanaler. Forskare misstänker att labyrintterrängen är rik på organiska kemikalier, och på grund av den spektrala likheten mellan den och vallarna och tomma sjöbäddar är det troligt att sjöbäddarna och vallarna är rika på ekologiska.
Det finns något annat nyfiken på vallarna som omger några av Titans sjöar. De omger alltid värdsjön.
"Ramparts är också genomgående fullständiga: medan fälgar och andra funktioner har slitits bort och bryts upp över tid, omkretsar alltid vallarna fullständigt sin sjö," sa medförfattaren Alice Le Gall, som analyserade vallens spektrala emissivitet. "Detta hjälper oss att begränsa scenarierna för hur de kan ha bildats."
Författarna föreslår två möjliga mekanismer som kunde ha bildat dessa vallar. De är dock försiktiga med att betona att detta är ett förarbete och långt ifrån avgörande.
"Det är svårt att begränsa den exakta mekanismen för hur dessa vallar bildas, men med mer forskning kommer en ökad förståelse för spännande organ som Titan."
ANEZINA SOLOMONIDOU, ESA-FORSKNINGSFÖLJ PÅ EUROPEISKA RYMDAS ASTRONOMY CENTER, OCH STUDIENS LEDARE.
Den första möjligheten bygger på det faktum att tomma sjögolv och fyllda sjöar har olika höjder. Baserat på det tror författarna att en process som omfattar en underjordisk yta som är mättad med grundvatten är ansvarig för vallarna.
Den andra möjligheten är att bassängen i en sjö och skorpan som omger den först härdar och sedan töms, vilket leder till att sjön bryter ner i underytan. Den del av regionen som inte tömmer ut lämnar sig utöver den omgivande terrängen för att bilda en vall.
Det faktum att vallarna alltid är fullständiga, snarare än uppdelade som fälgarna, antyder att vallarna är äldre, så länge fälgarna är gjorda av svagare material. I det scenariot bildas en kolvätesjö först, sedan en vall och därefter en fälg, som eroderas på grund av dess svagare sammansättning.
Men om både fälgen och vallen är tillverkad av samma material passar den förklaringen inte.
Om båda funktionerna är gjorda av samma material, kan sjöarnas historia gå så här: Först bildas ett bassäng. Restmaterial från det skulle först bilda fälgarna, sedan de större vallarna. Om detta är sant, skulle sjöar med vallar vara yngre än sjöar utan vallar. De yngre sjöarna har helt enkelt inte funnits tillräckligt länge för att deras rampart kan eroderas och tas bort.
"Det är svårt att begränsa den exakta mekanismen för hur dessa vallar bildas, men med mer forskning kommer en ökad förståelse för spännande organ som Titan," tilllade Solomonidou.
Författarna, liksom alla andra intresserade av udda månar i vårt solsystem, ser fram emot JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) uppdrag. JUICE är ett ESA-uppdrag planerat för lansering 2022 och ankomst till Jupiter 2029. Det kommer att spendera tre år på att utforska Jupiter och tre av dess månar: Callisto, Europa och Ganymede, som alla är havsbärande världar.
"Analysen av Cassini-data från Saturnus iskalla månar, särskilt när man kombinerar data från flera instrument, är mycket relevant för att förbereda JUICE-uppdraget som kommer att utforska Jupiters iskalla månar," sa medförfattaren Olivier Witasse, som också är projektforskare för ESA: s JUICE-uppdrag.
"Även om Titan är exceptionellt, med sjöar och regn som inte finns i Jupiters månar, så vet vi mer om Titan mycket till vår förståelse av solsystemets iskalla månar tillsammans."
Källor:
- Pressmeddelande: CASSINI EXPLORES RING-LIKE FORMATIONS RUND TITAN'S LAKES
- Forskningsdokument: Spektral- och emissivitetsanalys av de upphöjda vallarna runt Titans norra sjöar
- Space Magazine: Även om det är en främmande värld, skulle Titans kanjoner se mycket bekanta ut
- ESA: s JUICE-uppdrag
