TITAN (SATELLIITTI): OMINAISUUDET, KOOSTUMUS, KIERTORATA, LIIKE - ARTE - 2025

Titan on yksi Saturnuksen planeetan satelliiteista ja suurin kaikista. Sen pinta on jäinen, se on suurempi kuin elohopeaa, ja sillä on tiiviin ilmapiiri kaikista aurinkokunnan satelliiteista.

Maapallosta Titan on näkyvissä kiikarien tai kaukoputkien avulla. Se oli Christian Huygens (1629-1695), hollantilainen tähtitieteilijä, joka havaitsi vuonna 1655 satelliitin teleskoopilla ensimmäistä kertaa. Huygens ei kutsunut sitä Titaniksi, vaan yksinkertaisesti Luna Saturniksi, joka on latinalaista ilmausta "Saturnuksen kuu".

Kuva 1. Satitania kiertävä Titan. Kuva are Cassinista. Lähde: NASA.

Kreikan mytologiasta johdetun nimen Titan ehdotti William Herschelin poika John Herschel (1792-1871) 1800-luvun puolivälissä. Titaanit olivat Cronosin veljekset, kreikkalaisten ajan isä, mikä vastasi roomalaisten Saturnusta.

Sekä 1900-luvun viimeisellä puoliskolla suoritetut avaruusmatkat että Hubble-avaruusteleskoopin havainnot lisäsivät huomattavasti tietoa tästä satelliitista, joka on sinänsä kiehtova maailma.

Aluksi, Titanilla on meteorologisia ilmiöitä, jotka ovat samanlaisia ​​kuin maan päällä, kuten tuulet, haihtuminen ja sateet. Mutta perustavanlaatuisella erolla: Titanilla metaanilla on tärkeä rooli heissä, koska tämä aine on osa ilmakehää ja pintaa.

Lisäksi, koska sen pyörimisakseli on kallistettu, Titan nauttii vuodenaikoista, vaikka kesto on erilainen kuin maan.

Titania ja sen vuoksi myös sillä, että sillä on oma ilmapiiri ja suuri koko, Titania kutsutaan joskus pienoiskuvaiseksi planeettaan, ja tutkijat ovat keskittyneet tuntemaan sen paremmin, saamaan tietää, onko sillä satama vai pystyykö se pitämään elämää.

Yleispiirteet, yleiset piirteet

Koko

Titan on toiseksi suurin satelliitti, toiseksi vain Ganymedelle, Jupiterin valtavalle kuulle. Koossa se on suurempi kuin elohopea, koska pienen planeetan halkaisija on 4879,4 km ja Titanin halkaisija on 5149,5 km.

Kuva 2. Maan, Kuun ja Titanin koon vertailu vasemmassa alakulmassa. Lähde: Wikimedia Commons. Apollo 17 Kuva koko maasta: NASA: n teleskooppikuva täysikuusta: Gregory H. Revera Kuva Titanista: NASA / JPL / Avaruustieteellinen instituutti / Julkinen

Titanin koostumuksessa on kuitenkin suuri osuus jäästä. Tutkijat tietävät tämän sen tiheyden kautta.

Tiheys

Kehon tiheyden laskemiseksi on tarpeen tietää sekä sen massa että tilavuus. Titanin massa voidaan määrittää Keplerin kolmannen lain, samoin kuin avaruusoperaatioiden toimittamien tietojen avulla.

Titanin tiheys osoittautuu 1,9 g / cm ³, selvästi alle kallioisten planeettojen. Tämä tarkoittaa vain, että Titanin koostumuksessa on suuri osuus jäästä - ei vain vettä, vaan jää voi olla muitakin aineita.

ilmapiiri

Satelliitissa on tiheä ilmapiiri, jotain harvinaista aurinkokunnassa. Tämä ilmapiiri sisältää metaania, mutta pääkomponentti on typpi, kuten maan ilmakehä.

Siinä ei ole vettä eikä siinä ole hiilidioksidia, mutta läsnä on muita hiilivetyjä, koska auringonvalo reagoi metaanin kanssa, jolloin syntyy muita yhdisteitä, kuten asetyleeni ja etaani.

Ei magneettikenttää

Mitä magneettisuuteen tulee, Titanista puuttuu oma magneettikenttä. Koska se on Saturnuksen säteilyhihnojen reunalla, monet erittäin energiset hiukkaset saavuttavat silti Titanin pinnan ja hajottavat siellä molekyylit.

Titanille saapuva hypoteettinen matkustaja löytäisi noin -179,5 ºC: n pintalämpötilan ja ilmanpaineen, joka on ehkä epämiellyttävä: puolitoista kertaa maapallon paineen arvo merenpinnan tasolla.

Sade

Titanilla sataa, koska metaani tiivistyy ilmakehään, vaikka tämä sade ei välttämättä pääse maahan, koska se haihtuu osittain ennen sen saavuttamista.

Yhteenveto Titanin tärkeimmistä fyysisistä ominaisuuksista

Sävellys

Planeetta-tutkijat päättelevät Titanin tiheydestä, joka on suunnilleen kaksinkertainen veden tiheyteen, että satelliitti on puolikallio ja puoli jäätä.

Kivet sisältävät rautaa ja silikaatteja, kun taas jää ei ole kaikki vettä, vaikka kuoren jäätyneen kerroksen alla on sekoitus vettä ja ammoniakkia. Titanilla on happea, mutta se on sidottu vedenpintaan vedessä.

Titanin sisällä, aivan kuten maan päällä ja muissa aurinkojärjestelmän kappaleissa, on radioaktiivisia elementtejä, jotka tuottavat lämpöä, kun ne hajoavat muihin elementteihin.

On tärkeätä huomata, että lämpötila Titanilla on lähellä metaanin kolminkertaista kohtaa, mikä osoittaa, että tämä yhdiste voi esiintyä kiinteänä aineena, nesteenä tai kaasuna, ja sillä on sama rooli kuin vedellä maapallolla.

Tämän vahvisti Cassini-koetin, joka onnistui laskeutumaan satelliitin pinnalle, missä se löysi näytteitä tämän yhdisteen haihtumisesta. Se havaitsi myös alueet, joilla radioaallot heijastuvat heikosti, samalla tavalla kuin ne heijastuvat järvissä ja valtamereissä maan päällä.

Nämä tummat alueet radiokuvissa viittaavat nestemäisten metaanikappaleiden, joiden leveys on 3–70 km, tosiasian lopulliseen tukemiseen tarvitaan lisää todisteita.

Ilmapiiri Titanilla

Hollantilainen tähtitieteilijä Gerard Kuiper (1905-1973) vahvisti vuonna 1944, että Titanilla on oma ilmapiiri, jonka ansiosta satelliitilla on ominainen oranssi-ruskea väri, joka näkyy kuvissa.

Myöhemmin Voyager-operaation 1980-luvun alkupuolella lähettämien tietojen ansiosta havaittiin, että ilmapiiri on melko tiheä, vaikka se vastaanottaa vähemmän auringonsäteilyä etäisyyden takia.

Siinä on myös savukerros, joka himmentää pintaa ja jossa suspensiossa on hiilivetyhiukkasia.

Titanin ylimmässä ilmakehässä kehittyy tuulen nopeus jopa 400 km / h, vaikka pinnan lähestyessä panoraama on hiukan rauhallinen.

Ilmakehän kaasut

Koostumuksestaan ​​ilmakehän kaasut koostuvat 94% typestä ja 1,6% metaanista. Muut komponentit ovat hiilivetyjä. Tämä on tyypillisin piirre, koska maapallon ilmakehän lisäksi mikään muu aurinkokunnan järjestelmässä ei sisällä typpeä tällaisessa määrin.

Metaani on kasvihuonekaasu, jonka läsnäolo estää Titanin lämpötilan laskemisen edelleen. Äärimmäinen kerros, joka koostuu laajasti hajaantuneista kaasuista, on kuitenkin heijastava ja estää kasvihuoneilmiötä.

hiilivedyt

Titanilla havaittujen hiilivetyjen joukosta akryylinitriili on silmiinpistävä, pitoisuutena jopa 2,8 miljoonasosaa (ppm), joka on havaittu spektroskopisten tekniikoiden avulla.

Se on muovien valmistuksessa laajalti käytetty yhdiste, joka tutkijoiden mukaan pystyy luomaan solukalvojen kaltaisia ​​rakenteita.

Vaikka akryylinitriiliä havaittiin alun perin Titanin ilmakehän ylemmissä kerroksissa, uskotaan, että se voi hyvinkin päästä pintaan, tiivistyen alempaan ilmakehän kerrokseen ja pudottuaan sitten sateessa.

Akryylinitriilin lisäksi Titanilla on myös tholineja tai tholineja, uteliaita orgaanisen luonteen mukaisia ​​yhdisteitä, jotka ilmestyvät, kun ultraviolettivalo katkaisee metaanin ja erottaa typpimolekyylit.

Tuloksena on nämä monimutkaisemmat yhdisteet, joiden uskotaan olevan olemassa varhaisessa maapallossa. Niitä on havaittu jäisissä maailmoissa asteroidihihnan ulkopuolella, ja tutkijat pystyvät tuottamaan ne laboratoriossa.

Tällaiset löydöt ovat erittäin mielenkiintoisia, vaikka satelliitin olosuhteet eivät ole sopivia maanpäälliselle elämälle, etenkin äärimmäisten lämpötilojen vuoksi.

Kuinka tarkkailla Titania

Titan on näkyvissä maasta pienenä valopisteenä jättiläisen Saturnin ympärillä, mutta välineiden, kuten kiikareiden tai kaukoputkien, apu on tarpeen.

Silti ei ole mahdollista huomata paljon yksityiskohtia, koska Titan ei loista niin paljon kuin Galilean satelliitit (Jupiterin suuret satelliitit).

Lisäksi Saturnuksen suuri koko ja kirkkaus voivat joskus piilottaa satelliitin läsnäolon, joten satelliitin erottamiseksi on tarpeen etsiä hetket, jotka ovat suurimman etäisyyden välillä.

Orbit

Titanilla kuluu melkein 16 päivää pyörimään Saturnin ympäri ja tällainen pyöriminen on tahdissa planeetan kanssa, mikä tarkoittaa, että se näyttää aina saman kasvot.

Tämä ilmiö on hyvin yleinen aurinkokunnan satelliittien keskuudessa. Esimerkiksi Kuu on myös synkronisessa pyörimissuunnassa maan kanssa.

Kuva 3. Titanin kiertorata punaisella ja Saturnuksen tärkeimpien satelliittien kanssa: Hyperion ja Iapetus ovat Titanin uloimpia, kun taas sisimmät ovat järjestyksessä: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus ja Mimas. Lähde: Wikimedia Commons. ! Alkuperäinen: rauniopaaluVektori: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Tämä johtuu vuorovesivoimista, jotka eivät vain nosta nestemassoja, mikä on vaikutus, jota maan päällä arvostetaan parhaiten. Ne kykenevät myös nostamaan kuoren ja vääntämään planeettoja ja satelliitteja.

Vuoroveden voimat hidastavat asteittain satelliitin nopeutta, kunnes kiertorata on yhtä suuri kuin pyörimisnopeus.

Pyörivä liike

Titanin synkroninen kierto tarkoittaa, että sen pyörimisjakso akselinsa ympäri on sama kuin kiertoradan jakso, eli noin 16 päivää.

Titanilla on asemia, koska pyörimisakseli on kallistettu 26º: n päässä ekliptikasta. Mutta toisin kuin Maa, kumpikin kestäisi noin 7,4 vuotta.

Cassini-anturi toi vuonna 2006 esiin kuvia (metaanista sadetta) Titanin pohjoisnavalla, tapahtuman, joka merkitsisi kesän alkua satelliitin pohjoisella pallonpuoliskolla, jossa metaanijärvien uskotaan olevan olemassa.

Sateet saavat järvet kasvamaan, kun taas eteläisen pallonpuoliskon kuivui varmasti samaan aikaan.

Sisäinen rakenne

Seuraava kaavio näyttää Titanin kerrostetun sisäisen rakenteen, joka on rakennettu yhdistämällä todisteita, jotka on kerätty maan havainnoista sekä Voyager- ja Cassini-tehtävistä:

- Vedestä ja silikaateista koostuva ydin, vaikka käsitellään myös mahdollisuus silikaatteihin perustuvasta sisäisemmästä kivimaisestä ytimestä.

- Erilaisia ​​jään ja nestemäisen veden kerroksia ammoniakin kanssa

- Äärimmäinen jääkuori.

Kuva 4. Titanin sisäinen rakenne teoreettisten mallien mukaan. Lähde: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Kaavio osoittaa myös tiheän ilmakehän kerroksen, joka peittää pinnan, jolla edellä mainittu tholiinityyppisten orgaanisten yhdisteiden kerros erottuu, ja lopulta ulkoisemman ja taipuvaisimman kerroksen savusumua.

geologia

Cassini-anturi, joka laskeutui Titanille vuonna 2005, tutki satelliittia infrapunakameroiden ja tutkan avulla, jotka kykenevät tunkeutumaan tiheään ilmakehään. Kuvissa on monipuolinen geologia.

Vaikka Titan muodostettiin yhdessä muiden aurinkokunnan jäsenten kanssa hieman yli 4,5 miljardia vuotta sitten, sen pinta on paljon uudempi, arvioiden mukaan noin 100 miljoonaa vuotta. Se on mahdollista suuren geologisen toiminnan ansiosta.

Kuvat paljastavat jäiset mäet ja tummempien väristen sileiden pintojen.

Kraattereita on vähän, koska geologinen aktiivisuus poistaa ne pian muodostumisensa jälkeen. Jotkut tutkijat väittivät, että Titanin pinta on samanlainen kuin Arizonan autiomaassa, vaikka jään sijaan tapahtuu kallio.

Koettimen laskeutumispaikasta löytyi varovasti pyöristettyjä jääharjanteita, kuin neste olisi muodostanut ne kauan sitten.

On myös kukkuloita, jotka on vuorattu kanavilla, jotka ovat hitaasti alaspäin tasangolle, ja edellä kuvattuja metaanijärviä sekä saaria. Nämä järvet ovat ensimmäisiä vakaita nestemäisiä kappaleita, joita löytyy paikasta maan ulkopuolella ja jotka sijaitsevat lähellä napoja.

Kuva 5. Kuva Titanista, jonka Huygens-koetin on ottanut 10 km: n korkeudessa. Lähde: ESA / NASA / JPL / Arizonan yliopisto / Julkinen.

Reljeefia ei yleensä ole kovin merkitty Titaniin. Korkeimpien vuorten korkeus on korkeusmittaritietojen mukaan noin yhden tai kahden kilometrin korkeudessa.

Näiden ominaisuuksien lisäksi Titanilla on vuoroveden aiheuttamia dyynit, jotka puolestaan ​​aiheuttavat voimakkaita tuulia satelliitin pinnalle.

Itse asiassa kaikki nämä ilmiöt tapahtuvat maan päällä, mutta hyvin eri tavalla, koska metaani Titanilla veden sijaan vedessä, ja se on myös paljon kauempana auringosta.

Viitteet

1. Eales, S. 2009. Planeetit ja planeettajärjestelmät. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Tähtitiede: fyysinen näkökulma. Cambridge University Press.
3. NASA Astrobiology Institute. NASA löytää Saturnuksen kuussa kemikaalin, joka voisi muodostaa "kalvoja". Palautettu: nai.nasa.gov.
4. NASA Astrobiology Institute. Mitä maailmassa (t) ovat tholins? Palautettu osoitteesta: planetary.org.
5. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: tähtitiede uudella vuosituhannella. Kolmas painos. Thomson-Brooks / Cole.
6. Seeds, M. 2011. Aurinkokunta. Seitsemäs painos. Cengagen oppiminen.
7. Science Daily. Todisteet vuodenaikojen vaihdumisesta, sade Saturnuksen kuussa Titanin pohjoisnavalla. Palautettu osoitteesta: sciencedaily.com.
8. Wikipedia. Titan (kuu). Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org.