Tack vare Cassini uppdrag, vi har lärt oss några fantastiska saker om Saturnus och dess största måne, Titan. Detta inkluderar information om dess täta atmosfär, dess geologiska egenskaper, dess metansjöar, metans cykel och organisk kemi. Och även om Cassini nyligen avslutade sitt uppdrag genom att krascha in i Saturnus atmosfär, forskare häller fortfarande över all information den fick under sina 13 år i Saturn-systemet.
Och nu, med hjälp av Cassini-data, har två team under ledning av forskare från Cornell University släppt två nya studier som avslöjar ännu mer intressanta saker om Titan. I ett skapade teamet en komplett topografisk karta över Titan med Cassinis hela datauppsättningen. I det andra avslöjade teamet att Titans hav har en gemensam höjd, precis som hur vi har en "havsnivå" här på jorden.
De två studierna dök nyligen upp i Geofysiska forskningsbrev, med titeln "Titans topografi och form i slutet av Cassini-uppdraget" och "Topografiska begränsningar för utvecklingen och anslutningen av Titans Lacustrine Basins". Studierna leddes av professor Paul Corlies respektive biträdande professor Alex Hayes från Cornell University, och inkluderade medlemmar från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, NASA: s Jet Propulsion Laboratory, US Geological Survey (USGS), Stanford University och Sapienza Universita di Roma.
I den första artikeln beskrev författarna hur topografiska data från flera källor kombinerades för att skapa en global karta över Titan. Eftersom bara cirka 9% av Titan observerades med högupplöst topografi (och 25-30% i lägre upplösning), kartlades resten av månen med en interpoleringsalgoritm. I kombination med en global minimeringsprocess minskade detta fel som skulle uppstå till exempel som rymdfarkoster.
Kartan avslöjade nya funktioner på Titan, liksom en global bild av månens toppografi och höjder. Kartorna visade till exempel flera nya berg som når en högsta höjd av 700 meter. Med hjälp av kartan kunde forskare också bekräfta att två platser i ekvatorregionerna är fördjupningar som kan vara resultatet av forntida hav som sedan dess har torkat upp eller kryovolkaniska flöden.
Kartan antyder också att Titan kan vara mer långsam än tidigare trott, vilket kan innebära att skorpan varierar i tjocklek. Datauppsättningen finns tillgänglig online, och kartan som teamet skapade av den bevisar redan att det är värt det för det vetenskapliga samfundet. Som professor Corlies förklarade i ett pressmeddelande från Cornell:
”Huvudpoängen med arbetet var att skapa en karta som kan användas av det vetenskapliga samhället ... Vi mäter höjden av en vätskeyta på en annan kropp 10 astronomiska enheter bort från solen till en noggrannhet av cirka 40 centimeter. Eftersom vi har en sådan fantastisk noggrannhet kunde vi se att höjden mellan dessa två hav varierade smidigt cirka 11 meter relativt Titans masscentrum, i överensstämmelse med den förväntade förändringen i gravitationspotentialen. Vi mäter Titans geoid. Detta är den form som ytan skulle ta under påverkan av gravitation och rotation ensam, vilket är samma form som dominerar jordens hav. "
Med tanke på framtiden kommer denna karta att spela en viktig roll när det gäller forskare som försöker modellera Titans klimat, studera dess form och allvar och dess ytmorfologi. Dessutom kommer det att vara särskilt användbart för dem som vill testa inredningsmodeller av Titan, vilket är grundläggande för att avgöra om månen kan hysa liv. Liksom Europa och Enceladus, tros det att Titan har ett flytande vattenhav och hydrotermiska ventiler vid dess kärnmantelgräns.
Den andra studien, som också använde den nya topografiska kartan, baserades på Cassini-radardata som erhölls upp till bara några månader innan rymdskeppet brann upp i Saturns atmosfär. Med hjälp av dessa data fastställde biträdande professor Hayes och hans team att Titans hav följer en konstant höjd i förhållande till Titans gravitationskraft. I grund och botten fann de att Titan har en havsnivå, ungefär som Jorden. Som Hayes förklarade:
"Vi mäter höjden av en vätskeyta på en annan kropp 10 astronomiska enheter bort från solen till en noggrannhet av cirka 40 centimeter. Detta är den form som ytan skulle ta under påverkan av gravitation och rotation ensam, vilket är samma form som dominerar jordens hav. "
Denna vanliga höjd är viktig eftersom vätskekroppar på Titan verkar vara förbundna med något som liknar ett akvifersystem. Liksom hur vatten rinner under jord genom poröst berg och grus på jorden, gör kolväten samma sak under Titans iskalla yta. Detta säkerställer att det överförs mellan stora vattenmassor och att de delar en gemensam havsnivå.
"Vi ser inga tomma sjöar som ligger under de lokala fyllda sjöarna, om de skulle gå under den nivån skulle de fyllas själva," sade Hayes. ”Detta antyder att det finns flöde i underytan och att de kommunicerar med varandra. Det säger också att det finns flytande kolväte lagrat på undergrunden till Titan. "
Samtidigt visas mindre sjöar på Titan på höjder flera hundra meter över Titans havsnivå. Detta är inte olikt vad som händer på jorden, där stora sjöar ofta finns på högre höjder. Dessa är kända som "Alpine Lakes", och några välkända exempel inkluderar Titicacasjön i Anderna, sjöarna Genève i Alperna och Paradise Lake in the Rockies.
Senast, men inte minst, avslöjade studien också att de allra flesta av Titans sjöar finns i skarpa kanter som är omgivna av höga åsar, av vilka några är hundratals meter höga. Även här är det en likhet med funktioner på jorden - som Florida Everglades - där underliggande material upplöses och får ytan att kollapsa och bildar hål i marken.
Formen på dessa sjöar indikerar att de kan expanderas med konstant hastighet, en process som kallas enhetlig skarp reträtt. I själva verket liknar den största sjön i söder - Ontario Lacus - en serie mindre tomma sjöar som har sammanfogats för att bilda en enda funktion. Denna process beror tydligen på säsongsbyten, där hösten på södra halvklotet leder till mer förångning.
Medan CAssini uppdraget är inte längre att utforska Saturnus-systemet, de uppgifter som den samlade under sitt fleråriga uppdrag bär fortfarande frukt. Mellan dessa senaste studier, och de många fler som kommer att följa, kommer forskare sannolikt att avslöja mycket mer om denna mystiska måne och de krafter som formar den!
