Romfartøyet Cassini har fått noen merkelige data fra Saturns måne Titan, og forskere vil snart teste ut om det kan være "isfjell" av slags, blokker med hydrokarbonis som flyter på overflaten av innsjøene og hav av flytende hydrokarbon.
"Et av de mest spennende spørsmålene om disse innsjøene og havene er om de kan være vertskap for en eksotisk livsform," sa Jonathan Lunine, en papirforfatter og Cassini tverrfaglig titanforsker ved Cornell University, Ithaca, NY "Og dannelsen av flytende hydrokarbonis vil gi en mulighet for interessant kjemi langs grensen mellom væske og fast stoff, en grense som kan ha vært viktig i opprinnelsen til jordlivet. ”
Titan er det eneste andre kroppen foruten Jorden i solsystemet vårt med stabile væskekropper på overflaten. Men det er for kaldt på Titan til at vann er flytende, så hydrokarboner som etan og metan fyller lakebeder og hav der, og forskere har bestemt at det til og med er en sannsynlig syklus med nedbør og fordampning som involverer hydrokarboner.
Etan og metan er organiske molekyler, som forskere tror kan være byggesteiner for den mer komplekse kjemien som livet oppsto fra.
Cassini har sett et stort nettverk av disse hydrokarbonhavene dekke Titans nordlige halvkule, mens et mer sporadisk sett med innsjøer er på den sørlige halvkule.
Man har lenge trodd at innsjøer eller hav prikket Titan, helt siden Voyager 1 og 2 fløy forbi Saturn-systemet på begynnelsen av 1980-tallet. Men med Titans tykke atmosfære ble det ikke oppnådd direkte bevis før i 1995 under observasjoner fra Hubble-romteleskopet. Cassini-oppdraget har avbildet og kartlagt mange av disse væskekroppene på Titan.
Cassini-romfartøyet har fått blandede målinger i refleksjonsevnen til overflatene til innsjøene på Titan. En glatt overflate eller væsker stiplet med isbiter kan være en mulig forklaring på avlesningene.
Fram til dette antok Cassini-forskere at Titan-innsjøene ikke ville ha flytende is, fordi fast metan er tettere enn flytende metan og ville synke. Men en ny modell vurderer samspillet mellom innsjøene og atmosfæren, noe som resulterer i forskjellige blandinger av sammensetninger, lommer med nitrogengass og temperaturendringer. Resultatet, fant forskere, er at vinterisen vil flyte i Titans metan-og-etanrike innsjøer og hav hvis temperaturen er under frysepunktet til metan - minus 297 grader Fahrenheit (90,4 kelvin). Forskerne skjønte at alle isvariantene de vurderte ville flyte hvis de var sammensatt av minst 5 prosent “luft”, som er en gjennomsnittlig sammensetning for ung havis på jorden. ("Luft" på Titan har betydelig mer nitrogen enn jordluft og nesten ikke oksygen.)
Hvis temperaturen synker med bare noen få grader, vil isen synke på grunn av de relative andelene av nitrogengass i væsken kontra faststoffet. Temperaturer nær frysepunktet til metan kan føre til både flytende og synkende is - det vil si en hydrokarbon-isskorpe over væsken og blokker med hydrokarbonis på bunnen av innsjøen. Forskere har ikke helt funnet ut hvilken farge isen ville være, selv om de mistenker at den ville være fargeløs, slik den er på jorden, kanskje farvet rødbrun fra Titans atmosfære.
"Vi vet nå at det er mulig å fryse metan- og etanrik is på Titan i tynne blokker som samles sammen når det blir kaldere - på lik linje med hva vi ser med arktisk havis ved begynnelsen av vinteren," sa Jason Hofgartner , første forfatter på papiret og en forsker i Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada ved Cornell. "Vi vil ta disse forholdene i betraktning hvis vi noen gang bestemmer oss for å utforske Titan-overflaten en dag."
Cassinis radarinstrument vil kunne teste denne modellen ved å se hva som skjer med refleksjonsevnen på overflaten til disse innsjøene og havene. En hydrokarbonsjø som varmer tidlig på våren, som de nordlige innsjøene i Titan har begynt å gjøre, kan bli mer reflekterende når is stiger opp til overflaten. Dette vil gi en råere overflatekvalitet som reflekterer mer radioenergi tilbake til Cassini, slik at den ser lysere ut. Når været blir varmere og isen smelter, vil vannoverflaten være ren væske, og Cassini-radaren vil bli mørkere.
"Cassinis utvidede opphold i Saturn-systemet gir oss en enestående mulighet til å se på effektene av sesongendring hos Titan," sier Linda Spilker, Cassini prosjektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. "Vi får en mulighet til å se hvis teoriene stemmer. ”
Kilde: NASA / JPL
