Księżyc Saturna - podobny do Ziemi
Kategoria: Kosmos Odsłony: 735
Księżyc Saturna - Tytan najbardziej ze wszystkich ciał w Układzie Słonecznym przypomina Ziemię. Do takich wniosków doszli naukowcy analizując dane nadesłane przez sondę Cassini. W grudniu 2004 r. sonda zrzuciła na Tytana lądownik Huygens, który osiadł na powierzchni księżyca i przesłał na Ziemię fascynujące informacje. Ponad miliard kilometrów od nas krąży w kosmosie niezwykłe ciało niebieskie - satelita Saturna - Tytan.
Większy niż Merkury czy Pluton jest drugim co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym (przerasta go tylko Ganimedes krążący wokół Jowisza). Jako jedyny księżyc ma grubą, złożoną głównie z azotu atmosferę. Podobnie jak Ziemia.
Jednak na naszym niebie płyną obłoki pary wodnej, a niebo Tytana pokrywają gęste chmury metanu. Schowany za nimi księżyc stanowił nie lada zagadkę dla badaczy. Aż do zeszłego roku
Kiedy w październiku 1997 r. naukowcy z amerykańskiej, europejskiej i włoskiej agencji kosmicznej wysyłali sondę Cassini-Huygens w stronę Saturna, oczekiwali odpowiedzi na kilka nurtujących ich pytań. Większość z nich dotyczyła samego Saturna. Skąd się bierze wewnętrzne ciepło drugiej co do wielkości planety naszego układu (ten gazowy olbrzym produkuje sam o 87 proc. więcej ciepła niż otrzymuje ze Słońca)? Jak doszło do powstania pięknych pierścieni, które go otaczają? Dlaczego mają tak różne kolory? Ile Saturn ostatecznie ma księżyców? Najbardziej ciekawy wydawał się naukowcom największy z nich - Tytan. Uczonych interesowało, jakie procesy chemiczne zachodzą w jego atmosferze. Skąd bierze się w niej metan - gaz, który na Ziemi jest m.in. produkowany przez żywe organizmy? Czy obecność tego węglowodoru oznacza istnienie życia? Oczekiwano, że odpowiedzi dostarczy próbnik Huygens, który sonda Cassini miała zrzucić na Tytana. Wysyłając go na księżyc Saturna, naukowcy nie wiedzieli nawet, czy wyląduje on na twardym gruncie, czy na morzu płynnego metanu.
Dlatego 14 stycznia 2004 r., kiedy Huygens lądował, kilkuset naukowców z całego świata, którzy mieli analizować nadsyłane przez próbnik dane, zaciskało kciuki. Lądownik wszedł w atmosferę księżyca z prędkością ponad 21 tys. km/godz. Przez ponad dwie i pół godziny przedzierał się przez kilkaset kilometrów gęstych od azotu i metanu, odpalając kolejno trzy spadochrony hamujące. Wylądowała na stałym gruncie twardo niczym wojskowy spadochroniarz - z prędkością 18 km/godz. W ciągu następnych kilkudziesięciu minut ujawnił uczonym tajemnice Tytana. Zarówno Ziemia, jak i Tytan są położone w tzw. słodkich punktach Układu Słonecznego (twierdzi dr Jonathan Lunine z University of Arizona). Ciało niebieskie położone w takim miejscu zachowuje równowagę między rozmiarem lub masą, a odległością od Słońca. I tak Ziemia jest odpowiednio masywna, żeby zachować aktywność geologiczną w swoim wnętrzu i czerpać z niej ciepło. Dzięki odpowiedniemu oddaleniu od Słońca mamy też zasoby płynnej wody, która jest na naszej planecie źródłem życia. Wenus ma rozmiary podobne do Ziemi. Jednak bliskość Słońca powoduje, że powierzchnia tej planety wrze. Nawet jeżeli była tam kiedyś woda, to wyparowała. Z kolei Mars leży wystarczająco daleko od Słońca, żeby wodę zatrzymać, ale, niestety, jego niewielkie rozmiary spowodowały szybkie wychłodzenie, które zamroziło jej zapasy. Tylko jedna planeta leży w zrównoważonym, słodkim punkcie Układu Słonecznego. Jest nią Ziemia.
Podobną równowagę zachowuje Tytan. Jednak na księżycu Saturna rolę wody odgrywa metan. Troszkę większy od niego Ganimedes, księżyc położonego bliżej Słońca Jowisza, nie ma atmosfery złożonej z azotu i metanu. To taka spieczona wersja Tytana. Z kolei księżyc Neptuna Tryton leży za daleko od Słońca i jest zbyt mały, żeby znajdujące się na nim gazy stworzyły tak gęstą atmosferę jak na księżycu Saturna. Na Tytanie zachodzą te same procesy co na Ziemi. Z danych dostarczonych przez Cassini-Huygens wynika, że wieją tam wiatry, padają deszcze, rzeki wypełniają jeziora, wybuchają wulkany; zdarzają się też trzęsienia. Wszystkie te procesy rzeźbią powierzchnię Tytana tak jak powierzchnię Ziemi. Tytan jest poorany kanałami, kanionami i ciemnymi plamami przypominającymi jeziora. Mimo wcześniejszych wątpliwości naukowcy są teraz pewni, że kiedyś płynął nimi metan. Stanowi on około pięciu procent atmosfery tego księżyca. Jeśli kiedyś płynął, to co się z nim stało i czy może popłynąć znowu? Naukowcy sądzą, że metan tak jak ziemska woda pada z tytanowego nieba, a potem wyparowuje do atmosfery. Według Ralpha Lorenza z University of Arizona Tytana nawiedzają metanowe monsuny (takie jak te, które nawadniają pustynie w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych). Woda stoi w kanałach przez trzy dni, a potem wyparowuje. Na Tytanie to zjawisko jest jednak bardziej intensywne.
Dowodem na to mają być zauważone podczas lądowania Huygensa popękane osady zalegające poza kanałami rzek. - Ich obecność może oznaczać gwałtowne powodzie - wyjaśniają uczeni. - Na Ziemi też większość osadów przemieszcza się, kiedy rzeka nagle przybiera. Tak się dzieje na przykład z rzeką Kolorado w Wielkim Kanionie w USA. Z badań wynika, że wprawdzie metanowe deszcze są bardzo gwałtowne, jednak Tytan bardziej przypomina pustynię Mojave niż amazoński las deszczowy. - Może tam padać w każdej chwili, ale stulecia mijają, zanim deszcz lunie w tym samym miejscu - uważa Ralph Lorenz. Badając smog pokrywający księżyc Saturna, panującą na nim temperaturę i współczynnik odbicia światła, naukowcy doszli do wniosku, że Słońce, które steruje procesem parowania i skraplania, może wywołać na Tytanie średnio od jednego do dwóch centymetrów deszczu rocznie. Nie wiemy jednak, czy jest to milimetr deszczu miesięcznie, centymetr rocznie czy kilkanaście metrów raz na tysiąc lat.
Dowodem na to, że deszcze wciąż padają na Tytanie, są też burzowe chmury zaobserwowane przez sondę Cassini. Naukowcy widzieli, jak z szybkością kilkuset kilometrów na godzinę potrafiły urosnąć z 23 do 44 kilometrów wysokości. Potem chmury nagle zapadały się i traciły wielkość. Zmniejszały się, bo padał z nich deszcz, uważa Caitlin Griffith pracujący z Lorentzem. To specyficzne podobieństwo Tytana do Ziemi potwierdziła grupa naukowców, którzy w grudniu zeszłego roku opublikowali swoje prace na łamach tygodnika Nature. W jednej z nich uczeni z NASA odpowiedzieli na najbardziej pasjonujące pytanie, które stawiano, wysyłając sondę Cassini-Huygens: czy metan na Tytanie jest produkowany przez żywe organizmy? Taką możliwość dopuszczali wcześniej niektórzy naukowcy. Twierdzili, że życie mogłoby na Tytanie przetrwać, uciekając z zimnej powierzchni (ok. minus 180 stopni Celsjusza) do gorących gejzerów plujących roztworem amoniaku. Publikacja w Nature rozwiała jednak te nadzieje. Zdaniem jej autorów Huygens nie przekazał żadnych danych wskazujących na biologiczne pochodzenie metanu na Tytanie. Skąd więc wziął się tam ten węglowodór?
Możliwą odpowiedź przynosi znowu Nature, ale tym razem z końca lutego tego roku. Gabriel Tobie i Christophe Sotin z Université de Nantes we Francji oraz Jonathan Lunine twierdzą, że cząsteczki metanu są na Tytanie uwięzione w wielokilometrowej powłoce zamarzniętej wody, tworząc tzw. metanowe klatraty! Ich zdaniem pod zmarzliną znajduje się ocean płynnej wody zmieszanej z amoniakiem. Buzujące na jego dnie procesy wulkaniczne podgrzewają powierzchniowy lód i raz na jakiś czas uwalniają z niego metan. Stąd suche koryta rzeczne na powierzchni i pięcioprocentowa obecność tego gazu w atmosferze księżyca.
Źródło artykułu: gazeta.pl
