Tytan (księżyc)

Tytan - największy księżyc Saturna. Nazwa księżyca pochodzi z mitologii greckiej. Tytani byli dwunastoma synami i córkami Nieba i Ziemi (Uranosa i Gai), którzy zbuntowali się przeciwko swoim rodzicom. Tytan został odkryty w 1655 roku przez C. Huygensa, jako pierwszy naturalny satelita Saturna.

[edytuj] Właściwości fizyczne

Tytan jest większy od pierwszej planety w Układzie Słonecznym - Merkurego. Jest zarazem drugim księżycem w naszym Układzie pod względem wielkości. Przez wiele lat uważano go za większego od Ganimedesa. Dopiero, kiedy odkryto atmosferę Tytana, Ganimedes został uznany za większy.

[edytuj] Atmosfera

Górne warstwy atmosfery Tytana w naturalnych kolorach.

Zdjęcie w ultrafiolecie zrobione po nocnej stronie Tytana. Widać około tuzin odrębnych warstewek górnej atmosfery.

Jest to jedyny naturalny satelita w naszym układzie otoczony gęstą atmosferą. Ma ona pomarańczowy kolor i jest nieprzeźroczysta. Jej istnienie jako pierwszy zasugerował G. Kuiper w 1944 roku. Atmosfera składa się głównie z azotu z domieszkami argonu, metanu i innych związków organicznych, takich jak etan i acetylen, które powstają w górnych warstwach atmosfery w wyniku oddziaływania na metan promieniowania ultrafioletowego pochodzącego ze Słońca. Tytan nie posiada własnego pola magnetycznego, a magnetosfera Saturna chroni go przed wiatrem słonecznym tylko częściowo. Związki chemiczne w atmosferze Tytana przepuszczają jedynie około 10% promieni słonecznych, co prowadzi do utrzymywania się bardzo niskiej temperatury na powierzchni. Ciśnienie przy powierzchni wynosi 1,5 bara, czyli jest o 50% większe niż na Ziemi. Podczas lądowania Huygensa zmierzono także prędkość wiatru, która wynosiła 60 km/h. Badania atmosfery tego ciała niebieskiego są szczególnie interesujące, ze względu na jej podobieństwo do atmosfery jaką posiadała Ziemia około 4 miliardów lat temu. Grubość atmosfery Tytana szacuje się na od 200 do 880 km.

[edytuj] Geologia

Mapa Tytana w fałszywych kolorach wskazująca miejsca zbiorników płynnego metanu

Cały glob jest pokryty kilkucentymetrową warstwą węglowodorów, przykrywających najprawdopodobniej wodny lód. Jeszcze głębiej znajduje się skaliste jądro, którego średnicę szacuje się na około 3400 km. Tytan nie posiada magnetosfery.

[edytuj] Powierzchnia

Mapa powierzchni Tytana, stan na październik 2006

Powiększony wulkan na Tytanie

Obserwacje powierzchni Tytana są bardzo utrudnione z powodu gęstej i nieprzezroczystej atmosfery. Dzięki misji sondy Cassini udało się uzyskać wiele istotnych danych, a także wykonać pierwsze zdjęcia powierzchni księżyca. Do najciekawszych zaobserwowanych tam struktur należą:

Jeziora ciekłego metanu w rejonie Shangri-la. Ich obecność spekulowano od dawna. Naukowcy mieli nadzieję, że lądownik Huygens wyląduje w jednym ze zbiorników, co jednak nie nastąpiło. Niemniej jednak na wielu zdjęciach widać struktury, które najprawdopodobniej są jeziorem płynnego metanu i innych węglowodorów. Te ciemne obszary, mogą jednak być także pozostałościami po takich zbiornikach, które w niedawnej przeszłości wyparowały. Aby potwierdzić którąś z teorii potrzebne są obserwacje długoterminowe, gdyż możliwe, że opady atmosferyczne występują sezonowo, a pory roku na Tytanie trwają latami.
Na zdjęciach ukazujących ciemne obszary widać także ciemne kanały przecinające obszary o jasnej barwie. Są to najprawdopodobniej węglowodorowe rzeki. Sugeruje to ich kształt i rozgałęzienia tworzące sieć dopływów. Niektóre z takich kanałów mają 100 kilometrów długości.
Lodowe wulkany. Na kilku zdjęciach zaobserwowano twory, które kształtem przypominają wulkany na Ziemi, czy na innych ciałach Układu Słonecznego. Najprawdopodobniej są to kriowulkany wyrzucające z siebie mieszaninę lodu wodnego i metanu. By potwierdzić istnienie wulkanów kluczowe jest odnalezienie źródła energii, która podgrzewała by wnętrze Tytana. Być może są nim siły pływowe spowodowane oddziaływaniem Saturna. Potwierdzeniem istnienia aktywności wulkanicznej jest także odnalezienie argonu w atmosferze.
Na powierzchni występują także kratery uderzeniowe, których liczba nie jest jednak zbyt duża, co sugeruje, że powierzchnia jest stosunkowo młoda.
W okolicach równika sonda Cassini zaobserwowała ciągnące się przez setki kilometrów wydmy. Ich wysokość dochodzi do 100 m. Wydmy zostały ukształtowane przez zmienne, łagodne wiatry. Nie wykluczone, że na ich kształt ma też wpływ przyciąganie grawitacyjne Saturna. Zamiast piasku, wydmy na Tytanie zostały uformowane z drobin wodnego lodu lub związków organicznych.

[edytuj] Badania Tytana

Zdjęcie Tytana w ultrafiolecie i podczerwieni

Zestawienie Ziemi i Tytana w identycznej skali.

12 listopada 1980 roku w pobliże Saturna dotarła sonda Voyager 1. Jej trajektorię zaplanowano tak, by przeleciała 4000 kilometrów od Tytana, co w konsekwencji spowodowało wyrzucenie sondy poza płaszczyznę ekliptyki. Naukowcy sądzili, że uda im się znaleźć przerwy w chmurach i będą mogli dostrzec powierzchnię księżyca. Niestety pokrywa chmur okazała się całkowicie szczelna a sonda nie posiadała urządzeń, które mogłyby ją przeniknąć.
1 lipca 2004 roku do Saturna doleciała sonda Cassini, a wraz z nią próbnik Huygens. Wylądował on z powodzeniem na Tytanie 14 stycznia 2005. Próbnik w trakcie opadania wykonywał zdjęcia, zbierał dane dotyczące atmosfery księżyca, jak również nagrywał dźwięki towarzyszące mu podczas lotu. Następnie poprzez sondę Cassini przesłał dane na Ziemię. Huygens z powodzeniem osiadł na powierzchni księżyca, gdzie po ponad godzinie (przewidywany czas pracy wynosił kilkanaście minut) zakończył pracę i zamarzł. W sondzie zainstalowano m.in. aparaturę pomiarową produkcji polskiej (termometr).

[edytuj] Życie na Tytanie

Istnienie organizmów żywych jest mało prawdopodobne, głównie ze względu na ekstremalnie niskie temperatury. Aczkolwiek duża ilość związków organicznych pozwala spekulować na temat istnienia życia. Źródłem energii mogłyby być węglowodory produkowane w górnych warstwach atmosfery, które dostarczają wystarczającą ilość energii, by ewentualne organizmy mogły wytworzyć ciekłe środowisko w swoim wnętrzu, co pozwala na zachodzenie wielu reakcji chemicznych niezbędnych do istnienia życia.