Cassini-Huygens leverte nye bevis for hvorfor Titan har en atmosfære, noe som gjør den unik blant alle solsystemets måner, sier en planetforsker fra University of Arizona.
Forskere kan utlede fra Cassini-Huygens resultater at Titan har ammoniakk, sa Jonathan I. Lunine, en tverrfaglig forsker for Det europeiske romfartsorganets Huygens-sonde som landet på Titan forrige måned.
"Jeg tror det som er klart av dataene er at Titan har anskaffet eller skaffet seg betydelige mengder ammoniakk, så vel som vann," sa Lunine. "Hvis ammoniakk er til stede, kan det være ansvarlig for å gjenopprette viktige deler av Titan."
Han spår at Cassini-instrumenter vil finne at Titan har et flytende ammoniakk-og-vann-lag under den harde vann-isoverflaten. Cassini vil se - Cassini-radaren har sannsynligvis allerede sett - steder der flytende ammoniakk-og-vann-oppslemming brøt ut fra ekstremt kalde vulkaner og strømmet over Titans landskap. Ammoniakk i den tykke blandingen som frigjøres på denne måten, kalt "cryovolcanism", kan være kilden til molekylært nitrogen, den viktigste gassen i Titans atmosfære.
Lunine og fem andre forskere fra Cassini rapporterte om de siste resultatene fra Cassini-Huygens-oppdraget i American Association for the Advancement of Science-møtet i Washington, D.C. i dag (19. februar).
Cassini-radaren avbildet en funksjon som ligner en basaltstrøm på jorden da den tok sin første nære passering av Titan i oktober 2004. Forskere mener at Titan har en bergkjerne, omgitt av et overliggende lag med steinhard vann. Ammoniakk i Titans vulkanske væske ville senke frysepunktet for vann, senke væskens tetthet slik at det ville være omtrent så flytende som vannis og øke viskositeten til omtrent basalets, sa Lunine. "Funksjonen sett i radardataene antyder at ammoniakk er i arbeid med Titan i kryovolkanisme."
Både Cassinis Ion Neutral Mass Spectrometer og Huygen's Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS) samplet Titans atmosfære og dekket den øverste atmosfæren ned til overflaten.
Men ingen av dem oppdaget den ikke-radiogene formen for argon, sa Tobias Owen fra University of Hawaii, en tverrfaglig vitenskapsmann fra Cassini og medlem av GCMS vitenskapsteam. Det tyder på at byggesteinene, eller "planetesimals", som dannet Titan, inneholder nitrogen mest i form av ammoniakk.
Titans eksentriske, snarere enn sirkulære, bane kan forklares med månens flytende lag under overflaten, sa Lunine. Gabriel Tobie fra University of Nantes (Frankrike), Lunine og andre vil publisere en artikkel om den i et kommende nummer av Icarus.
"En ting Titan ikke kunne ha gjort i løpet av historien, er å ha et flytende lag som deretter frøs over, for under fryseprosessen ville Titans rotasjonsrate gått langt, langt opp," sa Lunine. "Så heller har Titan aldri hatt et flytende lag i sitt indre - noe som er veldig vanskelig å ta imot, selv ikke for et rent vann-isobjekt, fordi tilvekstsenergien ville ha smeltet vann - eller at det flytende laget har blitt opprettholdt frem til i dag . Og den eneste måten du opprettholder det flytende laget til i dag, er å ha ammoniakk i blandingen. "
Cassini-radaren oppdaget et krater på størrelse med Iowa da det fløy innen 1577 kilometer fra Titan tirsdag 15. februar. "Det er spennende å se en rest av et slagbasseng," sa Lunine, som diskuterte flere nye radarresultater som NASA ga ut på en AAAS nyhets briefing i dag. “Kratere med store påvirkninger på jorden er fine steder for å få hydrotermiske systemer. Kanskje Titan har et slags analogt "metanotermisk" system, ”sa han.
Radarresultater som viser få slagkratere, stemmer overens med veldig unge overflater. "Det betyr at Titans kratere enten blir utslettet av gjenoppflater, eller at de blir begravet av organiske stoffer," sa Lunine. "Vi vet ikke hvilket tilfelle det er." Forskere mener at hydrokarbonpartikler som fyller Titans disige atmosfære, faller fra himmelen og tepper bakken under. Hvis dette har skjedd gjennom Titans historie, ville Titan ha "det største hydrokarbonreservoaret av noen av de faste kroppene i solsystemet," bemerket Lunine.
I tillegg til spørsmålet om hvorfor Titan har en atmosfære, er det to andre store spørsmål om Saturns gigantiske måne, la Lunine til.
Et annet spørsmål er hvor mye metan som er blitt ødelagt gjennom Titans historie, og hvor alt det metan kommer fra. Jordbaserte og rombaserte observatører har lenge visst at Titans atmosfære inneholder metan, etan, acetylen og mange andre hydrokarbonforbindelser. Sollys ødelegger irreversibelt metan i Titans øvre atmosfære fordi det frigjorte hydrogen slipper unna Titans svake tyngdekraft og etterlater etan og andre hydrokarboner.
Da Huygens-sonden varmet Titans fuktige overflate der den landet, inhalerte instrumentene whiff av metan. Det er solid bevis på at metanregn danner det komplekse nettverket av smale dreneringskanaler som går fra lysere høylandet til lavere, flatere mørke områder. Bilder fra det UA-ledede Descent Imager-Spectral Radiometer-eksperimentet dokumenterer Titans fluviale trekk.
Det tredje spørsmålet - et spørsmål som Cassini egentlig ikke var instrumental til å svare på - kaller Lunine det ”astrobiologiske” spørsmålet. Det er gitt at flytende metan og dens organiske produkter regner ned fra Titans stratosfære, hvor langt har organisk kjemi kommet på Titans overflate? Spørsmålet er, sa Lunine, "I hvilken grad er noen mulig avansert kjemi på Titans overflate i det hele tatt relevant for prebiotisk kjemi som antagelig skjedde på jorden før tiden livet begynte?"
Cassini-Huygens-oppdraget er et samarbeid mellom NASA, ESA og ASI, det italienske romfartsorganisasjonen. Jet Propulsion Laboratory (JPL), en avdeling fra California Institute of Technology i Pasadena, administrerer oppdraget for NASAs Science Mission Directorate, Washington, D.C. JPL designet, utviklet og montert Cassini-oribteren mens ESA opererte Huygens-sonden.
Original kilde: University of Arizona News Release
