Saturns måne Titan har jordlignende funktioner

Ved at bruge det nu komplette Cassini-datasæt, Cornell-astronomer har skabt et nyt globalt topografisk kort over Saturns måne Titan, der har åbnet nye vinduer til at forstå dens væskestrømme og terræn. To nye aviser, offentliggjort 2. december i Geophysical Review Letters, beskriv kortet og de opdagelser, der stammer fra det.

At oprette kortet tog omkring et år, ifølge doktorand Paul Corlies, første forfatter om "Titans topografi og form i slutningen af ​​Cassini -missionen." Kortet kombinerer alle Titan -topografidata fra flere kilder. Da kun omkring 9 procent af Titan er blevet observeret i relativt høj opløsning topografi, med 25-30 procent af topografien afbildet i lavere opløsning, resten af ​​månen blev kortlagt ved hjælp af en interpolationsalgoritme og en global minimeringsproces, hvilket reducerede fejl, såsom dem, der opstod fra rumfartøjets placering.

Kortet afslørede flere nye funktioner på Titan, inklusive nye bjerge, ingen højere end 700 meter. Kortet giver også et globalt overblik over højde- og lavpunkterne i Titans topografi, hvilket gjorde det muligt for forskerne at bekræfte, at to steder i ækvatorialregionen af ​​Titan faktisk er lavninger, der enten kunne være gamle, tørrede hav eller kryovulkaniske strømme.

Kortet afslørede også, at Titan er en lille smule fladere – mere oblate – end det tidligere var kendt, hvilket tyder på, at der er større variation i tykkelsen af ​​Titans skorpe end tidligere antaget.

"Hovedpointen i arbejdet var at skabe et kort til brug for det videnskabelige samfund, " sagde Corlies; inden for 30 minutter efter at datasættet var tilgængeligt online, han begyndte at modtage forespørgsler om, hvordan den skulle bruges. Datasættet kan downloades i form af de data, der blev observeret, samt disse data plus interpolerede data, der ikke blev observeret. Kortet vil være vigtigt for dem, der modellerer Titans klima, studerer Titans form og tyngdekraft, og test indvendige modeller, såvel som for dem, der søger at forstå morfologiske landformer på Titan.

Andre Cornell-forfattere på papiret er seniorforfatter Alex Hayes, adjunkt i astronomi, ph.d.-kandidat Samuel Birch og forskningsassistent Valerio Poggiali.

Det andet papir, "Topografiske begrænsninger på udviklingen og forbindelsen af ​​Titans Lacustrine Bassiner, " finder tre vigtige resultater ved hjælp af det nye korts topografiske data. Holdet inkluderede Hayes, Corlies, Birk, Poggiali, forskningsassistent Marco Mastrogiuseppe og Roger Michaelides '15.

Det første resultat er, at Titans tre have deler en fælles ækvipotential overflade, hvilket betyder, at de danner et havniveau, ligesom Jordens oceaner gør. Enten fordi der er flow gennem undergrunden mellem havene, eller fordi kanalerne mellem dem tillader nok væske at passere igennem, oceanerne på Titan er alle i samme højde.

"Vi måler højden af ​​en væskeoverflade på et andet legeme 10 astronomiske enheder væk fra solen til en nøjagtighed på omkring 40 centimeter. Fordi vi har en så fantastisk nøjagtighed, var vi i stand til at se, at højden mellem disse to have varierede jævnt ca. 11 meter, i forhold til Titans massecentrum, i overensstemmelse med den forventede ændring i gravitationspotentialet. Vi måler Titans geoid. Dette er den form, som overfladen ville antage under påvirkning af tyngdekraften og rotation alene, som er den samme form som dominerer jordens oceaner, "sagde Hayes.

Avisens andet resultat beviser en hypotese om, at Hayes fremførte i sit første papir, på forskerskolen:at Titans søer kommunikerer med hinanden gennem undergrunden. Hayes og hans team målte højden af ​​søer fyldt med væske såvel som dem, der nu er tørre, og fandt ud af, at søer eksisterer hundreder af meter over havets overflade, og det inden for et vandskel, gulvene i de tomme søer er alle i højere højder end de fyldte søer i deres nærhed.

"Vi ser ingen tomme søer, der er under de lokale fyldte søer, fordi hvis de gik under det niveau, de ville selv blive fyldt. Dette tyder på, at der er flow i undergrunden, og at de kommunikerer med hinanden, " sagde Hayes. "Det fortæller os også, at der er flydende kulbrinte lagret på Titans undergrund."

Avisens endelige resultat rejser et nyt mysterium for Titan. Forskere fandt ud af, at langt de fleste af Titans søer sidder i skarpkantede fordybninger, der "bogstaveligt talt ser ud som om du tog en kageudstikker og skåret huller ud i Titans overflade, "Sagde Hayes. Søerne er omgivet af høje kamme, hundredvis af meter høje nogle steder.

Søerne ser ud til at være dannet som karst er på jorden, på steder som Florida Everglades, hvor underliggende materiale opløses og overfladen falder sammen danner huller i jorden. Søerne på Titan, som jordens karst, er topografisk lukkede, uden ind- eller udstrømningskanaler. Men jordkarst har ikke skarpe, hævede fælge.

Formen på søerne indikerer en proces kaldet ensartet scarp-tilbagetrækning, hvor søernes grænser udvider sig med en konstant mængde hver gang. Den største sø i syd, for eksempel, ligner en række mindre tomme søer, der er smeltet sammen eller konglomereret til ét stort træk.

"Men hvis disse ting vokser udadtil, betyder det, at du ødelægger og genskaber fælgene hele tiden, og at fælgene bevæger sig udad med det? At forstå disse ting er efter min mening nøglen til at forstå udviklingen af ​​polarbassinerne på Titan, " sagde Hayes.