И Земля и Титан доминировали над азотом атмосферы – более чем 95-процентный азот в случае Титана. Однако в отличие от Земли, у Титана есть очень мало кислорода; остальная часть атмосферы является главным образом метаном и незначительными количествами других газов, включая этан. И при холодных температурах, найденных на большом расстоянии Сатурна от солнца, метан и этан могут существовать на поверхности в жидкой форме.Поэтому ученые долго размышляли о возможном существовании озер углеводорода и морей на Титане, и данные из миссии Кассини-Гюйгенс НАСА/ЕКА не разочаровывают.
Начиная с прибытия в систему Сатурна в 2004, космический корабль Кассини показал, что больше чем 620 000 квадратных миль (1,6 миллиона квадратных километров) поверхности Титана – почти два процента общего количества – покрыты жидкостью.Есть три больших моря, все расположенные близко к Северному полюсу луны, окруженному многочисленными из меньших озер в северном полушарии. Всего одно большое озеро было найдено в южном полушарии.Точный состав этих жидких водохранилищ оставался неуловимым до 2014, когда радарный инструмент Кассини сначала использовался, чтобы показать, что Кобыла Ligeia, второе по величине море на Титане и подобный в размере в Озеро Гурон и объединенное Озеро Мичиган, богата метаном.
Новое исследование издало в Журнале Геофизического Исследования: Планеты, которые использовали радарный инструмент в различном способе, независимо подтверждают этот результат.«Перед Кассини мы ожидали находить, что Кобыла Ligeia будет главным образом составлена из этана, который произведен в изобилии в атмосфере, когда солнечный свет разбивает молекулы метана.
Вместо этого это море преимущественно сделано из чистого метана», сказала Алис Ле Галл, радарный партнер команды Кассини во французской научно-исследовательской лаборатории LATMOS, Париж и ведущий автор нового исследования.Новое исследование основано на данных, собранных с радарным инструментом Кассини во время демонстрационных полетов Титана между 2007 и 2015.Много возможных объяснений могли составлять состав метана моря, согласно Le Gall. «Или Кобыла Ligeia пополнена новым ливнем метана, или что-то удаляет этан из него. Возможно, что этан заканчивается в подводной корке, или что это так или иначе течет в смежное море, Кобылу Кракена, но это потребует дальнейшего расследования».
В их исследовании ученые объединили несколько радарных наблюдений за теплом, испущенным Кобылой Ligeia. Они также использовали данные из эксперимента 2013 года, который заставил радио-сигналы отскочить от Ligeia.
Результаты того эксперимента были представлены в статье 2014 года во главе с радарным партнером команды Марко Мастрохиусеппе в Корнелльском университете, Итака, Нью-Йорк, кто также способствовал текущему исследованию.Во время эксперимента 2013 года радарный инструмент обнаружил эхо от морского дна и вывел глубину Кобылы Ligeia вдоль следа Кассини по Кобыле Ligeia – самое первое обнаружение основания внеземного моря. Ученые были удивлены счесть глубины в море столь же большими как 525 футов (160 метров) в самом глубоком пункте вдоль радарного следа.Le Gall и ее коллеги использовали кажущуюся глубиной информацию, чтобы отделить вклады, сделанные к наблюдаемой температуре моря жидким морем и морским дном, которое обеспечило понимание их соответствующих составов.
«Мы нашли, что морское дно Кобылы Ligeia, вероятно, покрыто слоем отстоя органическо-богатых комплексов», добавляет Le Gall.В атмосфере Титана азот и метан реагируют, чтобы произвести большое разнообразие органических материалов.
Ученые верят самому тяжелому падению материалов на поверхность. Le Gall и коллеги думают, что, когда эти комплексы достигают моря, или непосредственно падая от воздуха, через дождь или через реки Титана, некоторые расторгнуты в жидком метане. Нерастворимые комплексы, такие как нитрилы и бензол, снижаются к морскому дну.
Исследование также нашло, что береговая линия вокруг Кобылы Ligeia может быть пористой и затоплена жидкими углеводородами. Данные охватывают период, бегущий с местной зимы до весны, и ученые ожидали, что – как побережье на Земле – окружающие твердые ландшафты нагреются более быстро, чем море.Однако измерения Кассини не показали значительной разницы между температурой моря и тем из берега за этот период.
Это предполагает, что ландшафты, окружающие озера и моря, влажные от жидких углеводородов, которые заставили бы их нагреться и остыть во многом как само море.«Это – чудесный подвиг исследования, что мы делаем внеземную океанографию на иностранной луне», сказал Стив Уолл, заместитель лидерства радарной командой Кассини в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния. «Титан просто не прекратит удивлять нас».Миссия Кассини-Гюйгенс – совместный проект НАСА, ЕКА (Европейское космическое агентство) и Итальянское космическое агентство. JPL, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, управляет миссией для Научного Управления Миссии НАСА в Вашингтоне.
Радарный инструмент был построен JPL и Итальянским космическим агентством, работающим с членами команды из США и нескольких европейских стран.