TITAN (SATELLITT): EGENSKAPER, SAMMENSETNING, BANE, BEVEGELSE - ARTE - 2026

Titan er en av satellittene til planeten Saturn og den største av alle. Overflaten er isete, den er større enn Merkur, og den har den tetteste atmosfæren av alle satellittene i solsystemet.

Fra jorden er Titan synlig ved hjelp av kikkert eller teleskop. Det var Christian Huygens (1629-1695), en nederlandsk astronom, som i 1655 oppdaget satellitten med et teleskop for første gang. Huygens kalte det ikke Titan, men ganske enkelt Luna Saturni, som er latin for "månen til Saturn."

Figur 1. Titan går i bane rundt Saturn. Bilde av er Cassini. Kilde: NASA.

Navnet Titan, avledet fra gresk mytologi, ble foreslått av John Herschel (1792-1871), sønn av William Herschel, på midten av 1800-tallet. Titanene var brødrene til Cronos, datidens far for grekerne, tilsvarer romerne Saturn.

Både romoppdragene som ble utført i løpet av siste halvdel av 1900-tallet, og observasjonene av Hubble-romteleskopet, økte kunnskapen om denne satellitten, som i seg selv er en fascinerende verden.

Til å begynne med er det på Titan meteorologiske fenomener som ligner dem på jorden, for eksempel vind, fordampning og regn. Men med en grunnleggende forskjell: på Titan spiller metan en viktig rolle i dem, siden dette stoffet er en del av atmosfæren og overflaten.

I tillegg, fordi rotasjonsaksen er vippet, nyter Titan årstider, selv om varigheten er forskjellig fra jordens.

For dette og også fordi det har sin egen atmosfære og sin store størrelse, blir Titan noen ganger beskrevet som en miniatyrplanet og forskere har fokusert på å bli bedre kjent med den, vite om den havner, eller er i stand til å huse liv.

Generelle egenskaper

Størrelse

Titan er den nest største satellitten, nest nest Ganymedes, den enorme månen til Jupiter. I størrelse er den større enn Merkur, siden den lille planeten har 4879,4 km i diameter og Titan er 5149,5 km i diameter.

Figur 2. Sammenligning av størrelser mellom Jorden, Månen og Titan, nede til venstre. Kilde: Wikimedia Commons. Apollo 17 Bilde av hele jorden: NASA Teleskopisk bilde av fullmåne: Gregory H. Revera Bilde av Titan: NASA / JPL / Space Science Institute / Public domain

Imidlertid har Titan en stor prosentandel is i sammensetningen. Forskere vet dette gjennom dens tetthet.

tetthet

For å beregne tettheten til et legeme, er det nødvendig å vite både massen og volumet. Titans masse kan bestemmes gjennom Keplers tredje lov, samt data levert av romoppdrag.

Titans tetthet viser seg å være 1,9 g / cm ³ , godt under den for steinete planeter. Dette betyr bare at Titan har en stor prosentandel is - ikke bare vann, isen kan være andre stoffer - i sin sammensetning.

Stemning

Satellitten har en tett atmosfære, noe som er sjeldent i solsystemet. Denne atmosfæren inneholder metan, men hovedkomponenten er nitrogen, akkurat som jordas atmosfære.

Det har ikke vann i seg, og det har heller ikke karbondioksid, men det er andre hydrokarboner til stede, fordi sollys reagerer med metan som gir opphav til andre forbindelser som acetylen og etan.

Ingen magnetfelt

Når det gjelder magnetisme, mangler Titan sitt eget magnetfelt. Fordi det er i utkanten av Saturns strålingsbelter, kommer mange svært energiske partikler fremdeles til overflaten av Titan og bryter opp molekyler der.

En hypotetisk reisende som ankom Titan, ville finne en overflatetemperatur i størrelsesorden -179,5 ºC og et atmosfærisk trykk som kanskje var ubehagelig: halvannen ganger verdien av jordens trykk på havnivået.

Regn

På Titan regner det, fordi metan kondenserer i atmosfæren, selv om dette regnet ofte ikke når bakken, ettersom det delvis fordamper før det når bakken.

Sammendrag av de viktigste fysiske egenskapene til Titan

sammensetning

Planetforskere utleder fra Titans tetthet, som er omtrent det dobbelte av vann, at satellitten er halv stein og halv is.

Bergartene inneholder jern og silikater, mens isen ikke er alt vann, selv om det under det frosne laget av jordskorpen er det en blanding av vann og ammoniakk. Det er oksygen på Titan, men bundet til vann i undergrunnen.

Inni i Titan, akkurat som på jorden og andre kropper i solsystemet, er det radioaktive elementer som produserer varme når de forfaller til andre elementer.

Det er viktig å merke seg at temperaturen på Titan er nær trippelpunktet for metan, noe som indikerer at denne forbindelsen kan eksistere som et fast stoff, væske eller gass, og spille den samme rollen som vann på jorden.

Dette ble bekreftet av Cassini-sonden, som klarte å stige ned på overflaten av satellitten, hvor den fant prøver av fordampningen av denne forbindelsen. Den oppdaget også regioner der radiobølger reflekteres svakt, analogt med hvordan de reflekteres i innsjøer og hav på jorden.

Disse mørke områdene i radiobildene antyder tilstedeværelsen av væsker av metan, mellom 3 og 70 km bred, selv om mer bevis er nødvendig for å definitivt støtte dette.

Stemningen på Titan

Den nederlandske astronomen Gerard Kuiper (1905-1973) bekreftet i 1944 at Titan har sin egen atmosfære, takket være hvilken satellitten har den karakteristiske oransjebrune fargen som kan sees på bildene.

Senere, takket være dataene som sendes av Voyager-oppdraget på begynnelsen av 1980-tallet, ble det funnet at denne atmosfæren er ganske tett, selv om den mottar mindre solstråling på grunn av avstand.

Den har også et lag med smog, som sløver overflaten og som det er hydrokarbonpartikler i suspensjon.

I den øvre atmosfæren i Titan utvikler det seg vind på opptil 400 km / t, selv om panoramaet nærmer seg overflaten er litt mer rolig.

Atmosfære gasser

Når det gjelder sammensetningen, består atmosfæriske gasser av 94% nitrogen og 1,6% metan. Resten av komponentene er hydrokarboner. Dette er den mest karakteristiske egenskapen, fordi bortsett fra jordas atmosfære, er det ingen andre i solsystemet som inneholder nitrogen i en slik mengde.

Metan er en klimagass hvis tilstedeværelse forhindrer Titans temperatur i å falle ytterligere. Det ytterste laget, som består av vidt spredte gasser, reflekterer imidlertid og motvirker drivhuseffekten.

hydrokarboner

Blant hydrokarboner som er observert på Titan, er akrylonitril påfallende, i en konsentrasjon på opptil 2,8 deler per million (ppm), påvist ved hjelp av spektroskopiske teknikker.

Det er en forbindelse som er mye brukt i fremstilling av plast og er ifølge forskere i stand til å skape strukturer som ligner cellemembraner.

Selv om akrylonitril opprinnelig ble oppdaget i de øvre lagene i Titans atmosfære, antas det at det godt kan komme til overflaten, kondensere i de nedre atmosfæriske lag og deretter falle i regnet.

Bortsett fra akrylonitril, er det på Titan toliner eller toliner, nysgjerrige forbindelser av organisk art som vises når ultrafiolette lette fragmenter metan og skiller nitrogenmolekyler.

Resultatet er disse mer komplekse forbindelsene som antas å ha eksistert på den tidlige jord. De har blitt oppdaget på isete verdener utenfor asteroidebeltet, og forskere kan produsere dem på laboratoriet.

Slike funn er veldig interessante, selv om forholdene til satellitten ikke er egnet for landlevetid, spesielt på grunn av de ekstreme temperaturene.

Hvordan observere Titan

Titan er synlig fra Jorden som et lite lyspunkt rundt den gigantiske Saturn, men hjelp av instrumenter som kikkert eller teleskop er nødvendig.

Likevel er det ikke mulig å legge merke til mange detaljer, fordi Titan ikke skinner like mye som de galileiske satellittene (de store satellittene til Jupiter).

I tillegg kan den store størrelsen og lysstyrken til Saturn noen ganger skjule tilstedeværelsen av satellitten, så det er nødvendig å se etter øyeblikkene med størst avstand mellom de to for å skille satellitten.

Orbit

Det tar nesten 16 dager å rotere rundt Saturn og slik rotasjon er synkron med planeten, noe som betyr at den alltid viser det samme ansiktet.

Dette fenomenet er veldig vanlig blant satellitter i solsystemet. Vår måne, for eksempel, er også i synkron rotasjon med jorden.

Figur 3. Titans bane markert med rødt, sammen med Saturns viktigste satellitter: Hyperion og Iapetus er den ytterste til Titan, mens de innerste er i rekkefølge: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus og Mimas . Kilde: Wikimedia Commons. Original: Rubble pileVector: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Dette skyldes tidevannskreftene, som ikke bare løfter væskemassene, som er den effekten som er mest verdsatt på Jorden. De er også i stand til å løfte jordskorpen og snekre planeter og satellitter.

Tidevannskreftene bremser hastigheten på satellitten gradvis inntil banehastigheten tilsvarer rotasjonshastigheten.

Rotasjonsbevegelse

Titans synkrone rotasjon betyr at rotasjonsperioden rundt aksen er den samme som omløpsperioden, det vil si omtrent 16 dager.

Det er stasjoner på Titan på grunn av vridningen av rotasjonsaksen 26º fra ekliptikken. Men i motsetning til Jorden, ville hver vare i cirka 7,4 år.

I 2006 brakte Cassini-sonden opp bilder som viser regn (fra metan) på Titans nordpol, en hendelse som skulle markere starten på sommeren på satellittens nordlige halvkule, hvor det antas at metanjøer eksisterer.

Regnene ville få innsjøene til å vokse, mens de på den sørlige halvkule sikkert ville tørket opp på samme tid.

Intern struktur

Diagrammet nedenfor viser Titans lagdelte indre struktur, bygd ved å samle bevis som er samlet inn fra jordobservasjoner pluss det fra oppdragene Voyager og Cassini:

-Nukle sammensatt av vann og silikater, selv om muligheten for en mer indre steinete kjerne, basert på silikater, også håndteres.

-Urgående lag med is og flytende vann med ammoniakk

- Den ytterste skorpen med is.

Figur 4. Intern struktur av Titan, i henhold til teoretiske modeller. Kilde: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Diagrammet viser også det tette atmosfæriske laget som dekker overflaten, der laget av organiske forbindelser av tholin-typen nevnt ovenfor skiller seg ut, og til slutt et mer eksternt og anstendig lag med smog.

geologi

Cassini-sonden, som landet på Titan i 2005, undersøkte satellitten ved hjelp av infrarøde kameraer og radar, i stand til å trenge gjennom den tette atmosfæren. Bildene viser en variert geologi.

Selv om Titan ble dannet sammen med resten av medlemmene i solsystemet for litt over 4,5 milliarder år siden, er overflaten mye nyere, rundt 100 millioner år ifølge estimater. Det er mulig takket være stor geologisk aktivitet.

Bilder avslører isete åser og glatte overflater i mørkere farger.

Det er få kratere, siden geologisk aktivitet sletter dem kort tid etter at de er dannet. Noen forskere uttalte at overflaten til Titan ligner Arizona-ørkenen, selv om is tar stedet for berg.

Forsiktig avrundede rygger med is ble funnet på stedet for sondens nedstigning, som om en væske hadde formet dem for lenge siden.

Det er også åser med kanaler som skråner forsiktig ned til sletten og metaninnsjøene beskrevet ovenfor, samt øyer. Disse innsjøene er de første stabile væskekroppene som finnes på et sted utenfor jorden selv og ligger i nærheten av polene.

Figur 5. Bilde av Titan tatt av Huygens-sonden i 10 km høyde. Kilde: ESA / NASA / JPL / University of Arizona / Public domain.

Lettelsen generelt er ikke veldig markert på Titan. De høyeste fjellene når omtrent en eller to kilometer høye, ifølge altimetriske data.

I tillegg til disse funksjonene, er det på Titan sanddyner forårsaket av tidevann, som igjen genererer sterk vind på overflaten av satellitten.

Faktisk forekommer alle disse fenomenene på Jorden, men på en veldig annen måte, siden på Titan tok metan stedet for vann, og det er også mye lenger fra Solen.

referanser

1. Eales, S. 2009. Planeter og planetariske systemer. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomi: et fysisk perspektiv. Cambridge University Press.
3. NASAs astrobiologiske institutt. NASA finner Moon of Saturn Har kjemisk som kan danne 'membraner'. Gjenopprettet fra: nai.nasa.gov.
4. NASAs astrobiologiske institutt. Hva i all verden er toliner ?. Gjenopprettet fra: planetary.org.
5. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the new Millennium. Tredje utgave. Thomson-Brooks / Cole.
6. Seeds, M. 2011. Solar System. Syvende utgave. Cengage Learning.
7. Science Daily. Bevis på skiftende årstider, regn på Saturns måne Titans nordpol. Gjenopprettet fra: sciencedaily.com.
8. Wikipedia. Titan (måne). Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.