Cassini-uppdraget till Saturnus och dess månar som slogs in 2017, då rymdskeppet skickades ner i gasjätten för att möta slutet. Men det finns fortfarande mycket data från uppdraget att hålla forskare upptagna. Ett team av forskare som arbetar med Cassini-data har gjort en överraskande upptäckt: Titans metanfyllda sjöar är mycket djupare och trögare än förväntat.
Titan är en ovanlig värld. Det är den enda kroppen, utom Jorden, som har vätska på ytan. Forskare misstänker att några av solsystemets andra månar, som Enceladus och Europa, har flytande hav. Men dessa hav är hav under marken. Endast Titan har sjöar med flytande kolväten.
Under Cassinis sista flyby av Titan riktade den sin radar mot några av månens flytande sjöar. Uppgifterna visar att dessa sjöar är upp till 100 meter djupa. Uppgifterna från de sista dagarna kastar också nytt ljus på Titans kolvätecykel.
Studien som beskriver dessa resultat kommer från två artiklar publicerade i Nature Astronomy. Den första är "Djupa och metanrika sjöar på Titan." Denna studie innehåller huvudförfattaren Marco Mastrogiuseppe, Cassini-radarforskare vid Caltech i Pasadena, Kalifornien. Den andra studien, kallas
"Fallet för säsongsbetonade ytförändringar vid Titans sjödistrikt" presenterar huvudförfattaren Shannon MacKenzie, planetforskare vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory i Laurel, Maryland.
Om de djupa sjöarna
Data från Voyager-proberna gav oss vårt första ledtråd om att Titan hade flytande sjöar. Men dessa uppgifter var bara inferensiella: det visade att Titan hade rätt förutsättningar för att de skulle kunna existera. Det måste vara väldigt kallt för kolväten att finnas i deras flytande tillstånd. Efter att Hubble Space Telescope kom igång gav det oss direkta bevis på att sjöarna fanns där, omkring 1995. Andra observationer stödde också idén.
Men under de tidiga dagarna av Titan-sjöens hypotes, var vi inte säkra på om det innehöll sjöar eller mycket större hav. Cassini anlände till Saturnus 2004, och även om den inte såg några flytande sjöar direkt, hittade de dem så småningom vid polerna, där forskare misstänkte att de kunde existera.
Sedan dess har många sjöar och hav hittats på Titan, och det finns många bilder av dem.
"Varje gång vi gör upptäckter om Titan blir Titan mer och mer mystisk."
Marco Mastrogiuseppe, huvudförfattare och Cassini-radarforskare på Caltech i Pasadena, Kalifornien.
Forskare har lärt sig mycket om Titan, särskilt från Cassini-uppdraget. Men dessa nya studier går ännu längre. Och de berättar för oss mycket mer än bara djupet i Titans kolvätehav.
Vi visste redan att norra hav var fyllda med metan. Men forskare blev förvånade över att de mycket mindre sjöarna där var fulla av metan också, där de förväntade sig finna etan, ett tyngre kolväte. Resultaten kastar nytt ljus på Titans kolvätecykel.
Kolvätecykeln på Titan fungerar på samma sätt som den hydrologiska cykeln på jorden. I båda fallen bildar förångning moln som så småningom faller till ytan och bildar floder som flyter in i kolvättsjöar. På Titan avdunstas vätska nära ekvatorialregionerna och avsätts sedan som vätska i de polära områdena.
"Varje gång vi gör upptäckter om Titan blir Titan mer och mer mystisk," sade huvudförfattaren Marco Mastrogiuseppe, Cassini-radarforskare vid Caltech i Pasadena, Kalifornien. ”Men dessa nya mätningar hjälper till att ge ett svar på några få nyckelfrågor. Vi kan nu bättre förstå Titans hydrologi. ”
Men vänta. Det får Weirder.
Titan är helt konstigt. Den har markfunktioner som är snidade på samma sätt som på jorden, men med flytande kolväten. Men det är annorlunda på många förbryllande sätt. De nya uppgifterna visar att kolvätecykeln på ena sidan av den norra polära regionen är annorlunda än på andra sidan.
På Titans västra sida finns det små sjöar, några inte större än 10 mil över. De kommer över havet, uppe på toppen av stora kullar och platåer. Uppgifterna målar en annan världsbild av mesas och butter som skjuter ut hundratals fot bortom omgivningen, med djupa kolvättsjöar på toppen.
Titans östra sida har dock låg liggande stora hav med kanjon och öar. Varför så annorlunda?
"Det är som om du tittade ner på jordens nordpol och kunde se att Nordamerika hade en helt annan geologisk miljö för vätskekroppar än Asien gör," sa studiens författare Jonathan Lunine, Cassini-forskare från Cornell University.
Det kan komma till den underliggande geologin. Forskare tror att de bildades när den omgivande berggrunden med is och fasta organiska ämnen kemiskt upplöstes och kollapsade. Det liknar vissa jordiska områden i Tyskland, USA och andra platser, där funktioner som kallas karstiska sjöar bildas när vatten löser upp kalksten.
De nya uppgifterna visar också att Titan kan innehålla övergående sjöar. Både radar- och infraröddata visar dessa sjöar, varvid deras vätskenivåer varierar avsevärt under korta tidsperioder. Shannon MacKenzie, huvudförfattare till
"Fallet för säsongsbundna ytförändringar vid Titans sjödistrikt" tror att säsongsstyrda förändringar förklarar dessa övergående sjöar.
"En möjlighet är att dessa övergående funktioner kunde ha varit grundare vätskekroppar som under säsongens gång förångades och infiltrerades i undergrunden," sade hon.
Sammantaget målar båda papper en bild av kolvätecykeln på Titan där kolväte regnar matar sjöarna, som sedan utsätts för avdunstning. Men inte bara förångning; en del av vätskan sipprar troligen in i underytan, vilket skulle lämna reservoarer av flytande kolväten under ytan.
Titans ytfunktioner är höljda av månens tjocka, visuellt ogenomträngliga atmosfär. Uppgifterna bakom dessa studier samlades till stor del med radar, mycket av det erhölls under Cassinis sista nära flyby av månen i april 2017. Cassini-teamet visste att detta var deras sista möjlighet att titta på Titans små sjöar, och de känner att de gjorde bäst av det.
"Detta var Cassinis sista hurra på Titan, och det var verkligen en prestation," sade Lunine.
Källor:
- Pressmeddelande: NASA: s Cassini avslöjar överraskningar med Titans sjöar
- Forskningsdokument: Fallet för säsongsbetonade ytförändringar vid Titans sjöområde
- Forskningsrapport: Djupa och metanrika sjöar på Titan
