Färgkomposit av Titan och Dione tillverkade av Cassini-bilder som förvärvades i maj 2011. Major)
Det har länge varit spekulerat att Saturns måne Titan kanske hamnar ett globalt hav under jordens yta under en isig skorpa, baserat på mätningar av dess rotation och omloppsbana av NASA: s Cassini-rymdskepp. Titan uppvisar en densitet och form som indikerar ett böjligt flytande inre skikt - ett underjordiskt hav - eventuellt sammansatt av vatten blandat med ammoniak, en kombination som skulle hjälpa till att förklara den jämna mängden metan som finns i dess tjocka atmosfär.
Nu har ytterligare analys av Cassini gravitationmätningar av ett Stanford University-team visat att Titans islager är tjockare och mindre enhetligt än ursprungligen uppskattat, vilket indikerar en mer komplex inre struktur - och en starkare yttre påverkan för dess värme.
Titans flytande underjordiska hav uppskattades tidigare ligga i närheten av 100 km (62 mil) tjockt, klamrat mellan en stenig kärna under och ett isigt skal ovanför. Detta baserades på beteendet hos Titan i dess bana - eller, mer exakt, hur Titans form förändras längs banans gång, mätt med Cassinis radarinstrument.
Eftersom Titans 16-dagars bana inte är perfekt cirkulär upplever månen ett starkare gravitationskraft från Saturnus vid vissa punkter än hos andra. Som ett resultat plattas det vid polerna och ändrar ständigt formen något - en effekt som kallas tidvattenböjning. Tillsammans med sönderfallet av radioaktiva material i dess kärna, genererar denna böjning den inre värmen som hjälper till att hålla en havsvätska under jord.
Ett team av forskare från Stanford University, under ledning av Howard Zebker, professor i geofysik och elektroteknik, använde nyligen Cassini-mätningar av Titans topografi och tyngdkraft för att bestämma att det isiga skiktet mellan månens yta och havet är upp till dubbelt så tjockt som tidigare trott - och det är betydligt tjockare vid ekvatorn än vid polerna.
"Bilden av Titan som vi får har en isig, stenig kärna med en radie på drygt 2 000 kilometer, ett hav någonstans i intervallet 225 till 300 kilometer tjockt och ett islager som är 200 kilometer tjock," sade Zebker.
Olika tjocklekar på Titans islager skulle innebära att det blir mindre värme som genereras internt av förfall av radioaktiva material i Titans kärna, eftersom den typen av värme skulle vara mer eller mindre globalt enhetlig. I stället måste tidvattenböjning orsakad av gravitationella interaktioner med Saturnus och närliggande mindre månar spela en starkare roll för att värma Titans insider.
Läs mer: Titans tidvatten föreslår ett hav under jorden
Med Cassinis nya mätningar av Titans tyngdkraft beräknade Zebker och hans team att det iskalla lagret under Titans platta poler är 3 000 meter (cirka 1,8 mil) tunnare än genomsnittet, medan det vid ekvatorn är 3 000 meter tjockare än genomsnittet. Kombinerat med månens ytfunktioner gör detta att den genomsnittliga globala tjockleken på islagret blir mer som 200 km, inte 100.
Värme som genereras av tidvattensböjning - som kännas starkare vid polerna - tros vara orsaken till den tunnare isen där. Tunnare is skulle betyda att det finns mer flytande vatten under polerna, som är tätare och därmed skulle utöva en starkare gravitationskraft ... exakt vad som har hittats i Cassinis mätningar.
Resultaten tillkännagavs tisdag 4 december vid AGU-konferensen i San Francisco. Läs mer på Stanford Universitys nyhetssida.
