Od kilkunastu lat naukowcy uważali, że pod powierzchnią Tytana, największego księżyca Saturna, może znajdować się ocean wody. Najnowsze badania sugerują, że może to być raczej ocean błota – informują NASA oraz Uniwersytet Waszyngtoński.
Nowe wyniki badań na temat Tytana opublikowano w „Nature”. Przeanalizowano w nich archiwalne dane przy pomocy nowych technik.
Jednym z głównych odkryć z misji sondy Cassini, ogłoszonym w 2008 roku, było ustalenie, że największy księżyca Saturna, czyli Tytan, posiada podpowierzchniowy ocean. Ustalono to na podstawie analiz częstotliwości radiowych w komunikacji pomiędzy sondą Cassini a naziemnymi stacjami NASA Deep Space Network.
Gdy masa wewnątrz księżyca nie jest rozmieszczona jednorodnie, jego pole grawitacyjne zmienia się na trasie przelotu sondy, co powoduje, że sonda nieco przyspiesza lub zwalnia. To z kolei wpływa na częstotliwość fal radiowych nadawanych i odbieranych przez sondę, na skutek tzw. efektu Dopplera. Analiza tych zmian pozwala na wysnuwanie wniosków na temat pola grawitacyjnego i jego kształtu.
Co więcej, potężne oddziaływanie grawitacyjne od Saturna powoduje odkształcenie Tytana. Tworzy się wybrzuszenie po stronie skierowanej do planety, tzw. wybrzuszenie pływowe (a dodatkowo też po przeciwnej stronie). Tego rodzaju efekty możemy obserwować też na Ziemi, na przykład w formie pływów morskich na skutek oddziaływania Księżyca na naszą planetę. Co więcej, orbita Tytana jest eliptyczna, czyli odbiega od okręgu. W pewnych momentach księżyc ten znajduje się nieco bliżej Saturna, a w innych nieco dalej, zmienia się wiec też nieco siła oddziaływania pływowego. Wszystko to powoduje wytwarzanie energii, która jest tracona (rozpraszana) w postaci wewnętrznego ciepła.
Gdy przeanalizowano dane komunikacji radiowej z 10 bliskich przelotów sondy Cassini koło Tytana, okazało się, że księżyc odkształca się w takim stopniu, iż musi mieć ciekłe wnętrze, ponieważ wnętrze stałe uginałoby się zdecydowanie mniej (można to porównać na przykład do uginania balona z wodą oraz kuli bilardowej).
Dane archiwalne zbadano teraz jednak ponownie i znaleziono inne wytłumaczenie: wnętrze może składać się z warstw zmieszanego lodu i wody, co również pozwalałoby księżycowi na odkształcanie się. W takim przypadku występowałoby kilkugodzinne opóźnienie pomiędzy oddziaływaniem pływowym Saturna, a pojawieniem się oznak odkształcenia na Tytanie. Pasuje to zaobserwowanego 15-godzinnego opóźnienia zmian kształtu Tytana w stosunku do maksimum oddziaływania pływowego.
Zespół, którym kierował dr Flavio Petricca z Jet Propulsion Laboratory, zastosował nową technikę analizy danych przesunięcia dopplerowskiego, która pozwoliła zmniejszyć szum w danych. Dzięki temu dostrzeżono oznaki silnej utraty energii wewnątrz Tytana, silniejszej niż zakładano dotychczas. Interpretacja wskazuje, że pochodzi to od warstw błota pośniegowego, przykrytych grubą warstwą lodu. Jako przykład porównawczy naukowcy wskazują też arktyczny lód morski albo warstwy wodonośne na Ziemi.
Opierając na nowym modelu wnętrza Tytana naukowcy wskazują, że pod jego powierzchnią ciekła woda występuje jedynie w formie kieszeni wody roztopowej. Kieszenie wodne są ogrzewane przez rozpraszanie energii pływowej i powoli przemieszczają się w kierunku warstw lodu na powierzchni.
To całkiem obiecujące dla możliwości powstawania życia, bowiem mamy do czynienia ze środowiskiem wzbogaconym cząsteczkami organicznymi spod powierzchni oraz od uderzeń meteorytów. Brak podpowierzchniowego oceanu nie wyklucza więc możliwości wykształcenia się jakichś form życia.
Dr Petricca wyjaśnia, że wykonane symulacje wskazują na istnienie kieszeni ciekłej wody o temperaturze 20 stopni Celsjusza, które przenoszą składniki od skał w jądrze księżyca, poprzez błotniste warstwy lodu będącego pod wielkim ciśnieniem, aż do stałej lodowej powierzchni.
Być może hipotezę tę sprawdzi kolejna misja bezzałogowa do Saturna. NASA szykuje misję Dragonfly, która ma wystartować nie wcześniej niż w 2028 roku. Powierzchnię Tytana będzie badać śmigłowiec (Tytan posiada atmosferę) oraz sejsmometr.
Dodajmy, że na powierzchni Tytana występują jeziora z ciekłego metanu, co zostało zbadane w ramach misji sondy Cassini i jej lądownika Huygens.
Misja bezzałogowej sondy Cassini była prowadzona w latach 1997-2017 przez NASA, wspólnie z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) i Włoską Agencją Kosmiczną (ISA).(PAP)
cza/ bar/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
