Titanas — Saturno didžiausias mėnulis: atmosfera, ežerai ir dydis
Titanas — Saturno didžiausias mėnulis: didžiulė azoto–metano atmosfera, skystų metano ežerai ir 5150 km skersmuo. Sužinok apie jo unikalumą.
Titanas (senovės graikų kalba Τῑτάν) – vienas iš Saturno mėnulių. Jį 1655 m. kovo 25 d. atrado Kristijanas Hujgenas (Christiaan Huygens). Atradimas atvėrė kelią tolimesniems Saturno sistemos tyrimams; vėliau Titanas tapo vienu iš intensyviausiai nagrinėjamų objektų Saulės sistemoje dėl savo unikalių atmosferos ir paviršiaus savybių.
Dydis ir orbita
Titanas yra didžiausias Saturno mėnulis ir antras pagal dydį Saulės sistemoje (po Jupiterio palydovo Ganimedo). Jis iš tiesų yra didesnis už Merkurijaus planetą: jo ekvatorinis skersmuo (plotis ties ekvatoriumi) yra maždaug 5150 km. Nors dydžiu Titanas pranoksta Merkurijų, jis yra mažiau masyvus.
Titanas skrieja maždaug 1 221 865 km atstumu nuo Saturno ir yra tidaliai užrakintas – visada vienas tos pačios pusės nukreipta į planetą. Jo orbitalinis periodas aplink Saturną sutampa su sukimosi aplink savo ašį periodu ir yra apie 15,9 paros.
Atmosfera
Titanas turi daugiausia atmosferos iš visų mėnulių – jos slėgis prie paviršiaus yra netgi didesnis nei Žemėje (apie 1,45 bar). Tačiau ši atmosfera nėra tinkama kvėpuoti: ji labai šalta ir chemiškai kitokia bei dalinai nuodinga. Pagrindinės jos sudedamosios dalys yra azotas ir metanas, o atmosferoje taip pat aptinkama etano, vandenilio ir sudėtingesnių angliavandenilių junginių.
Atmosfera turi storą rūkališką sluoksnį, kurį sudaro organinės dalelės (taip vadinami tholinai), apsunkinantis vaizdą optiniuose teleskopuose ir suteikiantis Titanui oranžinį atspalvį. Metanas cikliškai kondensuojasi ir išgaruoja, suformuodamas debesų, kritulių ir debesuotumo dinamiką, panašią į Žemės vandens ciklą, bet veikiančią žymiai žemesnėje temperatūroje.
Paviršius, ežerai ir skysčiai
Titanas yra vienintelė Saulės sistemos vieta, išskyrus Žemę, kurios paviršiuje žinomi ežerai ir didesni skysčių telkiniai. Tačiau šie „vandens“ telkiniai iš tiesų yra sudaryti iš skysto metano ir etano, o ne vandens. Skystis kaupiasi ypač šiaurinėje ir pietinėje poliarinėse srityse, kur randami dideli „jūros“ pavidalo telkiniai, tokie kaip Kraken Mare ir Ligeia Mare (pavadinimai be nuorodų čia pateikti kaip pavyzdžiai).
Paviršius pasižymi įvairiomis reljefo formomis: smėlio kopos (panašios į dykumų kopas Žemėje), upių slėniais ir vagomis, kalnų grandinėmis, krateriais bei plataus masto lygumomis. Metano sienos palieka įrodymus apie tekėjimus, kanalus ir deltas, o gelmėse gali vykti sudėtinga fizinė ir cheminė dinamika.
Taip pat yra stiprių įrodymų, kad Titanas gali turėti požeminį vandeninį okeaną ar tirštą skysto amoniako ir vandens mišinį savo mantijoje, o tai dar labiau didina susidomėjimą dėl galimos mikrobinės gyvybės ar prebiotinių procesų.
Temperatūra ir sąlygos gyvybei
Vidutinė paviršiaus temperatūra Titanui yra maždaug 94 K (apie −179 °C), todėl dauguma medžiagų, kurių mes esame įpratę Žemėje, yra užšalusios arba susikondensavusios. Paviršiaus gravitacija yra tik dalis Žemės gravitacijos (apie 0,14 g), tad judėjimas ir transportavimas skristų kitaip nei Žemėje. Dėl žemos temperatūros ir kitokios cheminių sąlygų tradicinė Žemės tipo gyvybė ten greičiausiai negalėtų egzistuoti, tačiau Titanas kelia klausimų apie egzotines gyvybės formas ar cheminius prebiotinius procesus.
Tyrinėjimai ir misijos
Didžiausi žinomi duomenys apie Titaną pateikti per patikslintą Cassini–Huygens misiją: Cassini orbitinis zondas aplankė Saturną daugiau nei dešimtmetį, o Huygens modulio nusileidimas ant Titano paviršiaus 2005 m. suteikė pirmuosius tiesioginius duomenis apie atmosferą ir paviršių. Huygens siuntė nuotraukas, matavo meteorologinius parametrus ir patvirtino daugelį prognozių apie atmosferos sudėtį bei slėgį.
Į ateitį žvelgiant, NASA planuojama misija Dragonfly (besisukantis dronas-labordroidas) yra numatyta ištyrinėti Titano organinę cheminių junginių įvairovę ir paviršiaus sąlygas, leidžiant tyrinėti kelias vietas tolimose lygumose ir galimai ežerų pakrantėse. Tokios misijos siekia atsakyti į klausimus apie organinių molekulių evoliuciją ir galimus gyvybės požymius.
Mokslinė reikšmė
Titanas yra ypatingas dėl savo tankios atmosferos, aktyvių paviršiaus procesų ir gausios organinės chemijos. Jis suteikia natūralų „laboratoriją“ tirti molekulinės organikos sintezę be biologinių komponentų ir suprasti, kaip tokios medžiagos gali kauptis bei reaguoti ekstremaliomis sąlygomis. Taip pat Titanas padeda geriau suvokti planetų atmosferų evoliuciją, hidrokoloidinius ciklus (metano „hidrologija“) ir galimus sąlygos atsiradimui gyvybei kitur Visatoje.
Apibendrinant: Titanas yra unikalus mėnulis su storu azotinės–metaninės atmosferos sluoksniu, skystais metano ir etano ežerais, sudėtingu paviršiaus reljefu ir galimybe turėti požeminį vandeninį sluoksnį. Nors jis nėra tinkamas žmogaus gyvybei be specialios apsaugos, Titanas išlieka labai įdomus objektas astrobiologijai ir planetologijai, o tolesni tyrinėjimai gali atskleisti dar daugiau netikėtų savybių.
Cassini-Huygens nuotrauka
Cassini-Huygens nuotrauka
Atradimas
Titaną 1655 m. kovo 25 d. atrado olandų astronomas Kristijanas Hiūgenas. Anksčiau, 1610 m., Galileo Galilėjus atrado keturis Jupiterio mėnulius. Tai įkvėpė Huygensą: jis taip pat norėjo atrasti naujų mėnulių. Kadangi Huygensas taip pat patobulino to meto teleskopus ir padarė juos daug geresnius, jis manė, kad galbūt jam pavyks atrasti naują mėnulį.
1650 m. Christiaanas ir jo brolis Constantijnas pradėjo konstruoti savo teleskopus. Naudodamasis pirmuoju savo sukonstruotu teleskopu, Kristijanas Hiūgenas pamatė Titaną. Iš pradžių jis pavadino jį "Luna Saturni", tai reiškia "Saturno mėnulis" (jis nežinojo, kad jų yra daugiau nei vienas). Bėgant metams buvo atrasta daugybė kitų mėnulių, o šiandien mėnulis žinomas kaip "Titanas" arba kaip "Saturnas VI". Pavadinimas "Titanas", kaip ir visi kitų Saturno mėnulių pavadinimai, kilo iš graikų legendų.
Vieno iš Christiaano Huygenso teleskopų, kuriuo jis tyrinėjo kosmosą, eskizas
Atradimas
Titaną 1655 m. kovo 25 d. atrado olandų astronomas Kristijanas Hiūgenas. Anksčiau, 1610 m., Galileo Galilėjus atrado keturis Jupiterio mėnulius. Tai įkvėpė Huygensą: jis taip pat norėjo atrasti naujų mėnulių. Kadangi Huygensas taip pat patobulino to meto teleskopus ir padarė juos daug geresnius, jis manė, kad galbūt jam pavyks atrasti naują mėnulį.
1650 m. Christiaanas ir jo brolis Constantijnas pradėjo konstruoti savo teleskopus. Naudodamasis pirmuoju savo sukonstruotu teleskopu, Kristijanas Hiūgenas pamatė Titaną. Iš pradžių jis pavadino jį "Luna Saturni", tai reiškia "Saturno mėnulis" (jis nežinojo, kad jų yra daugiau nei vienas). Bėgant metams buvo atrasta daugybė kitų mėnulių, o šiandien mėnulis žinomas kaip "Titanas" arba kaip "Saturnas VI". Pavadinimas "Titanas", kaip ir visi kitų Saturno mėnulių pavadinimai, kilo iš graikų legendų.
Vieno iš Christiaano Huygenso teleskopų, kuriuo jis tyrinėjo kosmosą, eskizas
Struktūra
Titanas yra vienintelis Saulės sistemos mėnulis, turintis storą atmosferą (dujos, supančios planetą ar mėnulį). 1979 m. lapkričio 12 d. mėnulį aplankęs kosminis aparatas "Voyager I" parodė, kad Titano paviršių (žemės paviršių) slepia 900 km storio atmosfera. Prieš tai visi manė, kad Titanas yra didžiausias Saulės sistemos mėnulis. Dabar žinome, kad jis yra antras pagal dydį po Ganimedo, vieno iš Jupiterio mėnulių.
Nors ir mažesnis, Titanas yra panašaus dydžio kaip Ganimedas. Jis taip pat yra panašaus dydžio kaip ir kitas Jupiterio mėnulis - šiek tiek mažesnis Kalistas. Titanas yra ne tik didelis mėnulis - jis net didesnis už Merkurijaus planetą, bet jo masė tik perpus mažesnė (jis daug lengvesnis). Kadangi Titano masė nėra didelė, mokslininkai mano, kad Titanas sudarytas iš nelabai sunkios materijos, konkrečiai - iš užšalusio vandens ir amoniako. Kai kurie mokslininkai mano, kad po paviršiumi yra daug skysto vandens ir amoniako - tiek, kad jų užtektų užpildyti visą vandenyną. Šie mokslininkai mano, kad šiame vandenyne gali būti gyvybės forma.
Titano centre yra maždaug 3400 km storio uolėtas branduolys. Šį branduolį sudaro silikatai ir metalai. Gravitacija (jėga, kuri viską laiko prispaudusi prie žemės) čia daug silpnesnė nei Žemėje. Jei Žemėje galėtumėte nušokti į 1 m aukštį, Titane galėtumėte nušokti į 7 m aukštį.
Titaną (mėlyna spalva) supa labai storas dujų sluoksnis (geltona spalva), todėl jis atrodo daug didesnis, nei yra iš tikrųjų.
Struktūra
Titanas yra vienintelis Saulės sistemos mėnulis, turintis storą atmosferą (dujos, supančios planetą ar mėnulį). 1979 m. lapkričio 12 d. mėnulį aplankęs kosminis aparatas "Voyager I" parodė, kad Titano paviršių (žemės paviršių) slepia 900 km storio atmosfera. Prieš tai visi manė, kad Titanas yra didžiausias Saulės sistemos mėnulis. Dabar žinome, kad jis yra antras pagal dydį po Ganimedo, vieno iš Jupiterio mėnulių.
Nors ir mažesnis, Titanas yra panašaus dydžio kaip Ganimedas. Jis taip pat yra panašaus dydžio kaip ir kitas Jupiterio mėnulis - šiek tiek mažesnis Kalistas. Titanas yra ne tik didelis mėnulis - jis net didesnis už Merkurijaus planetą, bet jo masė tik perpus mažesnė (jis daug lengvesnis). Kadangi Titano masė nėra didelė, mokslininkai mano, kad Titanas sudarytas iš nelabai sunkios materijos, konkrečiai - iš užšalusio vandens ir amoniako. Kai kurie mokslininkai mano, kad po paviršiumi yra daug skysto vandens ir amoniako - tiek, kad jų užtektų užpildyti visą vandenyną. Šie mokslininkai mano, kad šiame vandenyne gali būti gyvybės forma.
Titano centre yra maždaug 3400 km storio uolėtas branduolys. Šį branduolį sudaro silikatai ir metalai. Gravitacija (jėga, kuri viską laiko prispaudusi prie žemės) čia daug silpnesnė nei Žemėje. Jei Žemėje galėtum nušokti į 1 m aukštį, Titane galėtum nušokti į 7 m aukštį.
Titaną (mėlyna spalva) supa labai storas dujų sluoksnis (geltona spalva), todėl jis atrodo daug didesnis, nei yra iš tikrųjų.
Judėjimas
Titanas aplink Saturną apskrieja per 15 dienų ir 22 valandas. Tai beveik tiek pat laiko, kiek Saturnas apsisuka aplink savo ašį - vieną pilną apsisukimą. Tai vadinama sinchroniniu sukimu, kuris reiškia, kad ta pati Titano pusė visada nukreipta į Saturną.
Titano judėjimo trajektorija, jo orbita, yra labai artima apskritimui, bet ne visai. Mes vartojame žodį "ekscentricitetas", norėdami apibūdinti kelią, kuriuo keliauja mėnulis ar planeta. Atvaizdo, kurio ekscentricitetas lygus 0 (nuliui), kelias yra tobulas apskritimas. Jei ekscentricitetas didesnis už 0, kelias yra mažiau apvalus (žr. toliau pateiktą paveikslėlį). Titano ekscentricitetas yra 0,028, labai artimas nuliui.
|
Judėjimas
Titanas aplink Saturną apskrieja per 15 dienų ir 22 valandas. Tai beveik tiek pat laiko, kiek Saturnas apsisuka aplink savo ašį - vieną pilną apsisukimą. Tai vadinama sinchroniniu sukimu, kuris reiškia, kad ta pati Titano pusė visada nukreipta į Saturną.
Titano judėjimo trajektorija, jo orbita, yra labai artima apskritimui, bet ne visai. Mes vartojame žodį "ekscentricitetas", norėdami apibūdinti kelią, kuriuo keliauja mėnulis ar planeta. Atvaizdo, kurio ekscentricitetas lygus 0 (nuliui), kelias yra tobulas apskritimas. Jei ekscentricitetas didesnis už 0, kelias yra mažiau apvalus (žr. toliau pateiktą paveikslėlį). Titano ekscentricitetas yra 0,028, labai artimas nuliui.
· 
Sinchroninio sukimosi pavyzdys: Mėnulis aplink planetą apsisuka per tiek pat laiko, per kiek planeta apsisuka aplink savo ašį. Tai reiškia, kad ta pati Mėnulio pusė visada nukreipta į planetą, todėl šiame pavyzdyje planetoje gyvenantys žmonės niekada negalės matyti žalios Mėnulio pusės.
· 
"Ekscentriškumas" apibūdina planetos ar Mėnulio judėjimo kelią. Jei ekscentricitetas, arba "e" paveikslėlyje, yra lygus 0 (nulis), kelias yra tobulas apskritimas. Jei ekscentricitetas didesnis už 0, kelias tampa mažiau apvalus.
Cassini-Huygens misija
2004 m. liepos 1 d. zondas "Cassini-Huygens" įskriejo į orbitą aplink Saturną. 2004 m. gruodžio 25 d. "Huygens" zondas atsiskyrė nuo "Cassini" zondo ir pradėjo judėti link Titano. Ant Titano paviršiaus jis nusileido 2005 m. sausio 14 d. Jis nusileido ant sauso paviršiaus, tačiau patvirtino, kad Mėnulyje esama didelių skysčio telkinių. Zondas "Cassini" toliau rinko duomenis apie Titaną ir kelis ledinius mėnulius. Jis rado įrodymų, kad mėnulio Encelado geizeriuose trykšta vanduo. 2006 m. liepą "Cassini" taip pat įrodė, kad Titane yra angliavandenilių ežerų, esančių netoli jo šiaurinio ašigalio. 2007 m. kovo mėn. jis aptiko didelį angliavandenilių ežerą, kurio dydis prilygsta Kaspijos jūrai, netoli jo šiaurinio ašigalio. Skysto metano ežeras buvo pavadintas Krakeno mare. 2009 m. "Nasa" parodė nuotrauką, kurioje matyti nuo ežero paviršiaus atsispindinti saulės šviesa. Tai buvo pirmoji kada nors daryta skysčio kitame pasaulyje nuotrauka.
2012 m. NASA tyrėjai nustatė, kad Titanas skleidžia silpną švytėjimą. Manoma, kad tai sukelia sudėtingos cheminės reakcijos, vykstančios Titano atmosferoje. Tokia šviesa vadinama oro švytėjimu.
"Cassini", skriejančio aplink Saturną, dailininko įspūdis.
Cassini-Huygens misija
2004 m. liepos 1 d. zondas "Cassini-Huygens" įskriejo į orbitą aplink Saturną. 2004 m. gruodžio 25 d. "Huygens" zondas atsiskyrė nuo "Cassini" zondo ir pradėjo judėti link Titano. Ant Titano paviršiaus jis nusileido 2005 m. sausio 14 d. Jis nusileido ant sauso paviršiaus, tačiau patvirtino, kad Mėnulyje esama didelių skysčio telkinių. Zondas "Cassini" toliau rinko duomenis apie Titaną ir kelis ledinius mėnulius. Jis rado įrodymų, kad mėnulio Encelado geizeriuose trykšta vanduo. 2006 m. liepą "Cassini" taip pat įrodė, kad Titane yra angliavandenilių ežerų, esančių netoli jo šiaurinio ašigalio. 2007 m. kovo mėn. jis aptiko didelį angliavandenilių ežerą, kurio dydis prilygsta Kaspijos jūrai, netoli jo šiaurinio ašigalio. Skysto metano ežeras buvo pavadintas Krakeno mare. 2009 m. "Nasa" parodė nuotrauką, kurioje matyti nuo ežero paviršiaus atsispindinti saulės šviesa. Tai buvo pirmoji kada nors daryta skysčio kitame pasaulyje nuotrauka.
2012 m. NASA tyrėjai nustatė, kad Titanas skleidžia silpną švytėjimą. Manoma, kad tai sukelia sudėtingos cheminės reakcijos, vykstančios Titano atmosferoje. Tokia šviesa vadinama oro švytėjimu.
"Cassini", skriejančio aplink Saturną, dailininko įspūdis.
Susiję puslapiai
- Titano ežerai
- Šangri-la (Titanas)
Susiję puslapiai
- Titano ežerai
- Šangri-la (Titanas)
Klausimai ir atsakymai
Klausimas: Kas yra titanas?
A: Titanas yra mėnulis, skriejantis aplink Saturną.
K: Kas atrado Titaną?
A: Titaną 1655 m. kovo 25 d. atrado Kristijanas Hiūgenas (Christiaan Huygens).
K: Kuo išskirtinis Titanas?
A: Titanas yra vienintelis Saulės sistemos mėnulis, turintis atmosferą, o jo paviršiuje yra ežerų ir daug skysčių.
K: Koks Titano dydis, palyginti su kitais Saulės sistemos objektais?
A: Titanas yra didžiausias Saturno mėnulis ir antras pagal dydį Saulės sistemoje. Jis didesnis už Merkurijaus planetą, tačiau jo masė mažesnė.
K: Iš ko sudaryta Titano atmosfera?
A: Titano atmosfera sudaryta iš azoto ir metano ir yra storesnė už Žemės atmosferą.
K: Kodėl žmonės negali kvėpuoti Titano atmosfera?
A: Žmonės negali kvėpuoti Titano atmosfera, nes ji labai šalta ir nuodinga.
K: Kokios rūšies skysčių yra Titano paviršiuje?
A: Titano paviršiuje randamas skystis yra metanas, o ne vanduo.
Ieškoti