Χάρη στο Κασίνι Αποστολή, μάθαμε μερικά πραγματικά καταπληκτικά πράγματα για τον Κρόνο και το μεγαλύτερο φεγγάρι του, τον Τιτάνα. Αυτό περιλαμβάνει πληροφορίες για την πυκνή ατμόσφαιρα, τα γεωλογικά χαρακτηριστικά του, τις λίμνες μεθανίου, τον κύκλο μεθανίου και την οργανική χημεία. Και παρόλο που Κασίνι Πρόσφατα τερμάτισε την αποστολή του συντρίβοντας στην ατμόσφαιρα του Κρόνου, οι επιστήμονες εξακολουθούν να ρίχνουν όλα τα δεδομένα που έλαβε κατά τη διάρκεια των 13 ετών του στο σύστημα Κρόνου.
Και τώρα, χρησιμοποιώντας δεδομένα Cassini, δύο ομάδες με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Cornell έχουν κυκλοφορήσει δύο νέες μελέτες που αποκαλύπτουν ακόμη πιο ενδιαφέροντα πράγματα για τον Τιτάνα. Σε ένα, η ομάδα δημιούργησε έναν πλήρη τοπογραφικό χάρτη του Τιτάνα χρησιμοποιώντας Cassini's ολόκληρο το σύνολο δεδομένων. Στο δεύτερο, η ομάδα αποκάλυψε ότι οι θάλασσες του Τιτάνα έχουν ένα κοινό υψόμετρο, σαν το πώς έχουμε ένα «επίπεδο θάλασσας» εδώ στη Γη.
Οι δύο μελέτες εμφανίστηκαν πρόσφατα στο Γεωφυσικά Ερευνητικά Γράμματα, με τίτλο «Τοπογραφία και σχήμα του Τιτάνα στο τέλος της αποστολής Cassini» και «Τοπογραφικοί περιορισμοί στην εξέλιξη και συνδεσιμότητα των λεκάνων του Τιτάνα». Οι μελέτες με επικεφαλής τον καθηγητή Paul Corlies και τον βοηθό καθηγητή Alex Hayes του Πανεπιστημίου Cornell, αντίστοιχα, και περιελάμβαναν μέλη από το εργαστήριο εφαρμοσμένης φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins, το εργαστήριο Jet Propulsion της NASA, την αμερικανική γεωλογική έρευνα (USGS), το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ και το Sapienza Universita di Roma.
Στην πρώτη εργασία, οι συγγραφείς περιέγραψαν πώς τα τοπογραφικά δεδομένα από πολλές πηγές συνδυάστηκαν για να δημιουργήσουν έναν παγκόσμιο χάρτη του Τιτάνα. Επειδή μόνο περίπου το 9% του Τιτάνα παρατηρήθηκε με τοπογραφία υψηλής ανάλυσης (και 25-30% σε χαμηλότερη ανάλυση), το υπόλοιπο της Σελήνης χαρτογραφήθηκε με έναν αλγόριθμο παρεμβολής. Σε συνδυασμό με μια παγκόσμια διαδικασία ελαχιστοποίησης, αυτό μείωσε τα λάθη που θα προέκυπταν από πράγματα όπως η τοποθεσία του διαστημικού σκάφους.
Ο χάρτης αποκάλυψε νέα χαρακτηριστικά στον Τιτάνα, καθώς και μια παγκόσμια προβολή των ψηλών και χαμηλών σημείων της τοπογραφίας του φεγγαριού. Για παράδειγμα, οι χάρτες έδειξαν αρκετά νέα βουνά που φτάνουν σε μέγιστο υψόμετρο 700 μέτρων (περίπου 3000 πόδια). Χρησιμοποιώντας το χάρτη, οι επιστήμονες μπόρεσαν επίσης να επιβεβαιώσουν ότι δύο τοποθεσίες στις περιοχές του ισημερινού είναι καταθλίψεις που θα μπορούσαν να είναι το αποτέλεσμα των αρχαίων θαλασσών που έκτοτε έχουν στεγνώσει ή κρυοβολικά ρεύματα.
Ο χάρτης υποδηλώνει επίσης ότι ο Τιτάνας μπορεί να είναι πιο πλάτος από ό, τι πιστεύαμε προηγουμένως, πράγμα που θα μπορούσε να σημαίνει ότι το φλοιό ποικίλλει σε πάχος. Το σύνολο δεδομένων είναι διαθέσιμο στο διαδίκτυο και ο χάρτης που δημιούργησε η ομάδα αποδεικνύει ήδη την αξία του στην επιστημονική κοινότητα. Όπως εξήγησε ο καθηγητής Corlies σε ένα δελτίο τύπου του Cornell:
«Το κύριο σημείο της εργασίας ήταν να δημιουργήσουμε έναν χάρτη για χρήση από την επιστημονική κοινότητα… Μετράμε την ανύψωση μιας υγρής επιφάνειας σε ένα άλλο σώμα 10 αστρονομικές μονάδες μακριά από τον ήλιο με ακρίβεια περίπου 40 εκατοστών. Επειδή έχουμε τόσο εκπληκτική ακρίβεια, καταφέραμε να δούμε ότι ανάμεσα σε αυτές τις δύο θάλασσες το υψόμετρο κυμαινόταν ομαλά περίπου 11 μέτρα, σε σχέση με το κέντρο μάζας του Τιτάνα, σε συμφωνία με την αναμενόμενη αλλαγή στο βαρυτικό δυναμικό. Μετράμε το γεωειδές του Τιτάνα. Αυτό είναι το σχήμα που η επιφάνεια θα έπαιρνε υπό την επίδραση της βαρύτητας και της περιστροφής μόνο, που είναι το ίδιο σχήμα που κυριαρχεί στους ωκεανούς της Γης. "
Κοιτώντας μπροστά, αυτός ο χάρτης θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο όταν πρόκειται για επιστήμονες που επιδιώκουν να μοντελοποιήσουν το κλίμα του Τιτάνα, να μελετήσουν το σχήμα και τη βαρύτητά του και την επιφανειακή μορφολογία του. Επιπλέον, θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για όσους θέλουν να δοκιμάσουν εσωτερικά μοντέλα του Τιτάνα, το οποίο είναι θεμελιώδες για τον προσδιορισμό εάν το φεγγάρι θα μπορούσε να φιλοξενήσει τη ζωή. Όπως και ο Europa και ο Enceladus, πιστεύεται ότι ο Τιτάνας έχει έναν υγρό ωκεανό και υδροθερμικούς αεραγωγούς στο όριο του πυρήνα-μανδύα.
Η δεύτερη μελέτη, η οποία χρησιμοποίησε επίσης τον νέο τοπογραφικό χάρτη, βασίστηκε σε δεδομένα ραντάρ Cassini που ελήφθησαν μόλις λίγους μήνες πριν το διαστημικό σκάφος καεί στην ατμόσφαιρα του Κρόνου. Χρησιμοποιώντας αυτά τα δεδομένα, ο Επίκουρος Καθηγητής Hayes και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι οι θάλασσες του Τιτάνα ακολουθούν μια σταθερή ανύψωση σε σχέση με τη βαρυτική έλξη του Τιτάνα. Βασικά, διαπίστωσαν ότι ο Τιτάνας έχει στάθμη θάλασσας, σαν τη Γη. Όπως εξήγησε ο Hayes:
«Μετράμε την ανύψωση μιας υγρής επιφάνειας σε ένα άλλο σώμα 10 αστρονομικές μονάδες μακριά από τον ήλιο με ακρίβεια περίπου 40 εκατοστών. Αυτό είναι το σχήμα που η επιφάνεια θα έπαιρνε υπό την επίδραση της βαρύτητας και της περιστροφής μόνο, που είναι το ίδιο σχήμα που κυριαρχεί στους ωκεανούς της Γης. "
Αυτή η κοινή ανύψωση είναι σημαντική επειδή τα υγρά σώματα στον Τιτάνα φαίνεται να συνδέονται με κάτι που μοιάζει με σύστημα υδροφορέων. Όπως το νερό ρέει υπόγεια μέσω πορώδους βράχου και χαλικιού στη Γη, οι υδρογονάνθρακες κάνουν το ίδιο πράγμα στην παγωμένη επιφάνεια του Τιτάνα. Αυτό διασφαλίζει ότι υπάρχει μεταφορά μεταξύ μεγάλων υδάτων και ότι μοιράζονται ένα κοινό επίπεδο της θάλασσας.
«Δεν βλέπουμε άδειες λίμνες που βρίσκονται κάτω από τις τοπικές γεμάτες λίμνες γιατί, αν έπεφταν κάτω από αυτό το επίπεδο, θα γέμιζαν οι ίδιοι», δήλωσε ο Hayes. «Αυτό υποδηλώνει ότι υπάρχει ροή στην υποεπιφάνεια και ότι επικοινωνούν μεταξύ τους. Μας λέει επίσης ότι υπάρχει υγρός υδρογονάνθρακας αποθηκευμένος στην επιφάνεια του Τιτάνα. "
Εν τω μεταξύ, μικρότερες λίμνες στον Τιτάνα εμφανίζονται σε υψόμετρα αρκετές εκατοντάδες μέτρα πάνω από τη στάθμη της θάλασσας του Τιτάνα. Αυτό δεν είναι διαφορετικό από αυτό που συμβαίνει στη Γη, όπου μεγάλες λίμνες βρίσκονται συχνά σε υψηλότερα υψόμετρα. Αυτές είναι γνωστές ως «Άλπεις Λίμνες», και μερικά γνωστά παραδείγματα περιλαμβάνουν τη Λίμνη Τιτικάκα στις Άνδεις, τις Λίμνες της Γενεύης στις Άλπεις και τη Λίμνη Paradise στα Rockies.
Τέλος, η μελέτη αποκάλυψε επίσης ότι η συντριπτική πλειονότητα των λιμνών του Τιτάνα βρίσκεται σε αιχμηρές καταθλίψεις που περιβάλλονται από υψηλές κορυφογραμμές, μερικές από τις οποίες έχουν ύψος εκατοντάδων μέτρων. Και εδώ, υπάρχει ομοιότητα με χαρακτηριστικά στη Γη - όπως το Florida Everglades - όπου το υποκείμενο υλικό διαλύεται και προκαλεί την κατάρρευση της επιφάνειας, σχηματίζοντας τρύπες στο έδαφος.
Το σχήμα αυτών των λιμνών υποδεικνύει ότι μπορεί να επεκτείνονται με σταθερό ρυθμό, μια διαδικασία γνωστή ως ομοιόμορφη υποχώρηση. Στην πραγματικότητα, η μεγαλύτερη λίμνη στο νότο - Οντάριο Λάκος - μοιάζει με μια σειρά από μικρότερες κενές λίμνες που έχουν ενώσει για να σχηματίσουν ένα μόνο χαρακτηριστικό. Αυτή η διαδικασία οφείλεται προφανώς στην εποχιακή αλλαγή, όπου το φθινόπωρο στο νότιο ημισφαίριο οδηγεί σε περισσότερη εξάτμιση.
Ενώ το CΑσσίνι Η αποστολή δεν εξερευνά πλέον το σύστημα του Κρόνου, τα δεδομένα που συγκέντρωσε κατά την πολυετή αποστολή του εξακολουθούν να αποφέρουν καρπούς. Μεταξύ αυτών των τελευταίων μελετών και των πολλών ακόμη που θα ακολουθήσουν, οι επιστήμονες είναι πιθανό να αποκαλύψουν πολλά περισσότερα για αυτό το μυστηριώδες φεγγάρι και τις δυνάμεις που το διαμορφώνουν!
