SATURNUS MOON TITAN KAN HA "FANTOMSJöAR" OCH GROTTOR

Send

(Bild: © NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS)

Tänk dig en värld där regn faller, samlas i sjöar och dammar, sipprar in i det omgivande berget och förångas bort, bara för att falla igen. Det finns bara en fångst: Världen är Saturnus måne, Titan, där regnet inte är vatten; det är flytande metan.

Två nya artiklar utforskar hur denna kusligt bekanta, vattenlösa "vattencykel" manifesteras på Titans yta. För att göra detta vände sig två separata forskargrupper till data från Cassini uppdrag, som avslutade sin vistelse på Saturn-systemet i September 2017. Rymdskeppet flög förbi den massiva månen mer än 100 gånger och samlade avgörande observationer av denna konstiga värld när den gjorde det.

Några av dessa observationer visade forskare något verkligt extraordinärt: deras första glimt av vätska som för närvarande är i landskapet, snarare än bara spöken av sådana flytande funktioner. "Titan är den enda världen utanför jorden där vi ser vätskekroppar på ytan," Rosaly Lopes, en planetforskare vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory som arbetade på Cassini-uppdraget men inte var inblandad i någon av de nya tidningarna. "Några av oss gillar att kalla Titan jorden för det yttre solsystemet."

"Titan är den mest intressanta månen i solsystemet. Jag tror att det får mig några fiender, men jag tror att det faktiskt är sant," Shannon MacKenzie, huvudförfattare på en av de nya studierna och en planetforskare vid Johns Hopkins Universitys tillämpade fysiklaboratorium , berättade för Space.com. Men det betyder inte att månen är okomplicerad. "Titan kastar oss en hel del kurvbollar," sa hon.

MacKenzies studie analyserar en potentiell kurvboll: tre små funktioner som tycktes vara vätskefyllda sjöar när Cassini först såg dem, men verkar ha torkat när rymdskeppet återvände till området. Observationerna antyder att vätskan antingen avdunstade eller sippade in i den omgivande planetytan.

Dessa "fantomsjöar" kan vara ett bevis på säsongsändringar på månen tror MacKenzie och hennes coauthors. (Sju jordår gick mellan rymdfarkostens två observationer av området, under vilken månens norra halvkula övergick från vinter till vår.)

Men situationen kanske inte är så enkel, eftersom de två uppsättningarna av observationer togs av olika instrument. Cassini byggdes för att samla in data med antingen dess radarinstrument eller sina visuella och infraröda ljuskamera, men inte båda samtidigt. Och under rymdskeppets första pass var regionen för mörkt för att använda kamerorna.

Så MacKenzie och hennes kollegor var tvungna att faktor i förändringen av instrument som en potentiell variabel. Men hon är fortfarande säker på att något är annorlunda i de två passerna, och att det är ganska troligt det flytande var där, försvann sedan. Även om de olika signalerna över de två flybys orsakades av något annat fenomen, sa MacKenzie att hon fortfarande är fascinerad av vad det kan berätta för oss om den konstiga månen, som är bland forskarnas troliga kandidater för där livet kanske lurar bortom jorden.

"Om vi istället tittar på några nyligen identifierade material på ytan, är det också intressant, eftersom sedimenten på Titan är verkligen viktiga för prebiotisk kemi," sa MacKenzie.

Men även om MacKenzie fokuserade på bara tre små sjöar som tycks ha försvunnit, förblev många sjöar synliga i Cassinis observationer av regionen. I den andra artikeln som publicerades idag använde forskare radardata för att studera en handfull mycket större sjöar.

Under Cassinis allra sista pass över Titan i april 2017, programmerades rymdskeppet för att samla in en mycket specifik typ av data, kallad altimetri, över sjöregionen för att mäta höjden på olika ämnen. Marco Mastrogiuseppe, en planetforskare på Caltech, hade redan använt liknande data för att mäta djup i några av Titans hav, mycket större vätskekroppar, och Cassini-teamet hoppades att han skulle kunna göra detsamma med sjöar.

Mastrogiuseppe och hans kollegor gjorde det i sin nya tidning och identifierade botten på sjöar som var mer än 100 meter djupa och konstaterade att deras innehåll dominerades av vätska metan. "Vi insåg att sjöarnas sammansättning väsentligen är mycket, mycket lik den i stoen, i havet," sade han. "Vi tror att dessa kroppar matas av lokala regn och sedan dessa bassänger, de dränerar vätska."

Det tyder på att månen under Titans yta kan vara värd för ytterligare ett drag som påminner om jorden: grottor. På jorden bildas många grottor av vatten som löser bort omgivande bergarter som kalksten, vilket lämnar en typ av landskap som kallas Karst, kännetecknad av fjädrar, akviferer, grottor och sjunkande hål.

Forskare som studerar Titans sjöregion tror att de ser liknande karstegenskaper. De har inte heller upptäckt kanaler som förbinder alla dessa olika flytande funktionervarför Mastrogiuseppe och andra misstänker att en del av vätskan kan sippra in i den omgivande terrängen, ungefär som karst-system här på jorden.

"Titan är verkligen den här världen som geologiskt liknar jorden, och att studera samspelet mellan vätskekropparna och geologin är något som vi inte riktigt har kunnat göra förut," sade Lopes. De nya studierna börjar göra detta genom att se de interaktioner som spelar ut live på en annan planetkropp.

Naturligtvis är det mycket svårare att studera dessa interaktioner så långt borta, på en värld som aldrig har varit det primära fokuset för ett uppdrag. "Vi har pratat om möjliga uppdrag med robotutforskare som kan krypa ner i lavarör och grottor på månen och Mars, "sa Lopes." Kan vi i framtiden skicka en av dessa till en slags krypning ner i den här terrängen och i grottorna och ta reda på vad som finns under där? "

Ett sådant uppdrag kommer sannolikt inte att ske snart, men NASA överväger på allvar ett projekt som heter Trollslända som skulle landa en drönare på den konstiga månen. Om valet skulle uppdraget lanseras 2025 och nå Titan nio år senare. Och om NASA inte väljer Dragonfly, är chansen god att ett annat uppdragskoncept kommer att följa med. "Titan är bara för cool för att inte gå tillbaka till", sa MacKenzie.

Både MacKenzieär och Mastrogiuseppetidningar publicerades idag (15 april) i tidskriften Nature Astronomy.