Cassini-Huygens leverede nye beviser for, hvorfor Titan har en atmosfære, hvilket gør den unik blandt alle solsystemets måner, siger en planetarisk forsker fra University of Arizona.
Forskere kan udlede af Cassini-Huygens resultater, at Titan har ammoniak, sagde Jonathan I. Lunine, en tværfaglig videnskabsmand for Det Europæiske Rumagenturs Huygens-sonde, der landede på Titan i sidste måned.
”Jeg tror, hvad der er tydeligt af dataene, er at Titan har hævet eller erhvervet betydelige mængder ammoniak såvel som vand,” sagde Lunine. ”Hvis der er til stede ammoniak, kan det være ansvarligt for at overflade væsentlige dele af Titan igen.”
Han forudser, at Cassini-instrumenter vil finde ud af, at Titan har et flydende ammoniak-og-vandlag under sin hårde vand-isoverflade. Cassini vil se - Cassini-radar sandsynligvis allerede har set - steder, hvor flydende ammoniak-og-vand-opslæmning brød ud af ekstremt kolde vulkaner og flød over Titans landskab. Ammoniak i den tykke blanding, der frigives på denne måde, kaldet "kryovolcanisme", kan være kilden til molekylært nitrogen, den største gas i Titans atmosfære.
Lunine og fem andre Cassini-forskere rapporterede om de seneste resultater fra Cassini-Huygens-missionen i American Association for the Advancement of Science-mødet i Washington, D.C. i dag (19. februar).
Cassini-radaren afbildede et træk, der ligner en basaltstrøm på Jorden, da den gjorde sin første tætte pas af Titan i oktober 2004. Forskere mener, at Titan har en klippekerne omgivet af et overliggende lag med stenhård vandis. Ammoniak i Titans vulkanske væske ville sænke frysepunktet for vand, sænke væskens densitet, så det ville være omtrent lige så flydende som vandis og øge viskositeten til omkring basalt, sagde Lunine. ”Funktionen set i radardataene antyder, at ammoniak er ved at arbejde på Titan i kryovolkanisme.”
Både Cassinis Ion Neutral Mass Spectrometer og Huygen's Gas Chromatograph Mass Spectrometer (GCMS) blev samplet Titans atmosfære, der dækker den øverste atmosfære ned til overfladen.
Men ingen af dem påviste den ikke-radiogene form for argon, sagde Tobias Owen fra University of Hawaii, en tværfaglig videnskabsmand fra Cassini og medlem af GCMS-forskerteamet. Det antyder, at byggestenene, eller "planetesimals", der dannede Titan, indeholdt nitrogen for det meste i form af ammoniak.
Titans excentriske, snarere end cirkulære bane, kan forklares med månens væskelag under jorden, sagde Lunine. Gabriel Tobie fra University of Nantes (Frankrig), Lunine og andre vil offentliggøre en artikel om den i et kommende nummer af Icarus.
”Én ting, som Titan ikke kunne have gjort i løbet af sin historie, er at have et flydende lag, som derefter frøs over, for under fryseprocessen ville Titans rotationsrate være gået helt op,” sagde Lunine. ”Så enten har Titan aldrig haft et flydende lag i det indre - hvilket er meget svært at imødegå, selv for et rent vand-is-objekt, fordi accretionsenergien ville have smeltet vand - eller at det flydende lag er blevet opretholdt indtil i dag . Og den eneste måde, du opretholder det flydende lag til i dag, er at have ammoniak i blandingen. ”
Cassini-radar opdagede et krater på størrelse med Iowa, da det fløj inden for 1.577 kilometer (980 miles) fra Titan tirsdag den 15. februar. ”Det er spændende at se en rest af et slagbassin,” sagde Lunine, der diskuterede flere nye radarresultater som NASA frigav på en AAAS nyheds briefing i dag. ”Store påvirkningskrater på Jorden er dejlige steder at få hydrotermiske systemer. Måske har Titan et slags analogt 'methanotermisk' system, ”sagde han.
Radarresultater, der viser få slagkratere, stemmer overens med meget unge overflader. ”Det betyder, at Titans kratere enten bliver udslettet af genoverfladen, eller at de begraves af organiske stoffer,” sagde Lunine. ”Vi ved ikke, i hvilket tilfælde det er.” Forskere mener, at carbonhydridpartikler, der fylder Titans disige atmosfære, falder fra himlen og tæpper jorden under. Hvis dette er sket gennem Titans historie, ville Titan have "det største kulbrinte-reservoir af nogen af de solide organer i solsystemet," bemærkede Lunine.
Ud over spørgsmålet om, hvorfor Titan har en atmosfære, er der to andre store spørgsmål om Saturns gigantiske måne, tilføjede Lunine.
Et andet spørgsmål er, hvor meget methan der er blevet ødelagt gennem Titans historie, og hvor alt det metan kommer fra. Jordbaserede og rumbaserede observatører har længe kendt, at Titans atmosfære indeholder methan, ethan, acetylen og mange andre carbonhydridforbindelser. Sollys ødelægger irreversibelt metan i Titans øvre atmosfære, fordi det frigjorte brint undslipper Titans svage tyngdekraft og efterlader ethan og andre kulbrinter.
Da Huygens-sonden opvarmede Titans fugtige overflade, hvor den landede, inhalerede dens instrumenter whiff af metan. Det er et solidt bevis på, at metanregn danner det komplekse netværk af smalle dræningskanaler, der løber fra lysere højland til lavere, fladere mørke områder. Billeder fra det UA-ledede Descent Imager-Spectral Radiometer-eksperiment dokumenterer Titans fluviale egenskaber.
Det tredje spørgsmål - et, som Cassini ikke rigtig var instrumenteret til at besvare - kalder Lunine det ”astrobiologiske” spørgsmål. I betragtning af at flydende methan og dets organiske produkter regner ned fra Titans stratosfære, hvor langt er organisk kemi nået frem på Titans overflade? Spørgsmålet er, Lunine sagde, "I hvilket omfang er enhver mulig avanceret kemi på Titans overflade overhovedet relevant for prebiotisk kemi, der formodentlig fandt sted på Jorden inden den tid, livet startede?"
Cassini-Huygens-missionen er et samarbejde mellem NASA, ESA og ASI, det italienske rumfartsagentur. Jet Propulsion Laboratory (JPL), en afdeling i Californien Institut for Teknologi i Pasadena, administrerer missionen for NASAs Science Mission Directorate, Washington, D.C. JPL designet, udviklede og monterede Cassini-oribteren, mens ESA betjente Huygens-sonden.
Original kilde: University of Arizona News Release
