TITANAS (PALYDOVAS): CHARAKTERISTIKOS, SUDĖTIS, ORBITA, JUDĖJIMAS - ARTE - 2025

Titanas yra vienas iš Saturno planetos palydovų ir didžiausias iš visų. Jo paviršius yra apledėjęs, didesnis nei gyvsidabris, o jo atmosfera yra tankiausia iš visų Saulės sistemos palydovų.

Iš žemės „Titan“ matomas žiūronų ar teleskopų pagalba. Tai buvo Christianas Huygensas (1629–1695), olandų astronomas, kuris 1655 m. Pirmą kartą teleskopu pastebėjo palydovą. Huygensas to nevadino Titanu, o tiesiog Luna Saturni, kuris lotyniškai reiškia „Saturno mėnulis“.

1 paveikslas. Titanas, skriejantis aplink Saturną. „Cassini“ vaizdas. Šaltinis: NASA.

Pavadinimą „Titan“, kilusį iš graikų mitologijos, XIX amžiaus viduryje pasiūlė William Herschel sūnus Johnas Herschelis (1792–1871). Titanai buvo Cronos broliai, to meto graikų tėvas, prilygstantis romėnų Saturnui.

Tiek per paskutinę XX amžiaus pusę atliktos kosminės misijos, tiek Hablo kosminio teleskopo stebėjimai labai padidino žinias apie šį palydovą, kuris pats yra žavus pasaulis.

Visų pirma, Titane yra meteorologiniai reiškiniai, panašūs į Žemėje vykstančius, pavyzdžiui, vėjai, garavimas ir lietus. Tačiau su esminiu skirtumu: Titane metanas vaidina svarbų vaidmenį, nes ši medžiaga yra atmosferos ir paviršiaus dalis.

Be to, kadangi jo sukimosi ašis pakreipta, Titanas mėgaujasi metų laikais, nors trukmė skiriasi nuo Žemės.

Dėl šios priežasties, taip pat dėl ​​to, kad Titanas turi savo atmosferą ir didelį dydį, kartais apibūdinamas kaip miniatiūrinė planeta, o mokslininkai sutelkė dėmesį į tai, kad ją geriau pažintų, išsiaiškintų, ar ji uostamiestyje, ar sugeba sulaikyti gyvybę.

Bendrosios savybės

Dydis

Titanas yra antras pagal dydį palydovas, antras tik Ganymede, didžiuliame Jupiterio mėnulyje. Pagal dydį jis yra didesnis nei Merkurijus, nes mažoji planeta yra 4879,4 km skersmens, o Titanas yra 5149,5 km skersmens.

2 pav. Žemės, Mėnulio ir Titano, apačioje kairėje, dydžių palyginimas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. „Apollo 17“ visos žemės paveikslėlis: NASA teleskopinis pilno mėnulio vaizdas: Gregoris H. Revera „Titan“ vaizdas: NASA / JPL / Kosmoso mokslo institutas / viešoji nuosavybė

Tačiau „Titan“ sudėtyje yra didelis procentas ledo. Mokslininkai tai žino per jos tankį.

Tankis

Norint apskaičiuoti kūno tankį, būtina žinoti ir jo masę, ir tūrį. Titano masę galima nustatyti pagal trečiąjį Keplerio dėsnį, taip pat pagal kosminių misijų pateiktus duomenis.

Titano tankis yra 1,9 g / cm ³ , gerokai mažesnis už uolėtų planetų. Tai reiškia tik tai, kad „Titan“ sudėtyje yra didelis ledo procentas - ne tik vanduo, ledas gali būti ir kitų medžiagų.

Atmosfera

Palydovo atmosfera yra tanki, Saulės sistemoje kažkas reto. Šioje atmosferoje yra metano, tačiau pagrindinis komponentas yra azotas, kaip ir Žemės atmosfera.

Jame nėra nei vandens, nei anglies dioksido, tačiau yra ir kitų angliavandenilių, nes saulės šviesa reaguoja su metanu, todėl atsiranda kiti junginiai, tokie kaip acetilenas ir etanas.

Nėra magnetinio lauko

Kalbant apie magnetizmą, Titanui trūksta savo magnetinio lauko. Kadangi ji yra Saturno radiacijos diržų pakraštyje, daugelis labai energetinių dalelių vis tiek pasiekia Titano paviršių ir ten suskaido molekules.

Hipotetiniam keliautojui, atvykusiam į Titaną, būtų nustatyta –179,5 ºC paviršiaus temperatūra ir galbūt nepatogus atmosferos slėgis: pusantro karto didesnis už žemės slėgio vertę jūros lygyje.

Lietus

Ant „Titan“ lyja, nes atmosferoje kondensuojasi metanas, nors lietus dažnai gali nepasiekti žemės, nes jis iš dalies išgaruoja dar nepasiekęs žemės.

Pagrindinių fizinių „Titan“ savybių santrauka

Sudėtis

Planetų mokslininkai iš Titano tankio, kuris yra maždaug dvigubai didesnis nei vandens, daro išvadą, kad palydovas yra pusiau uola ir pusė ledo.

Uolienose yra geležies ir silikatų, o ledas nėra visas vanduo, nors po užšalusiu plutos sluoksniu yra vandens ir amoniako mišinys. Titane yra deguonies, bet jis yra prijungtas prie vandens.

Titano viduje, kaip ir žemėje bei kituose Saulės sistemos kūnuose, yra radioaktyviųjų elementų, kurie skleidžia šilumą, kai jie suyra į kitus elementus.

Svarbu pažymėti, kad temperatūra Titane yra artima trigubam metano taškui, o tai rodo, kad šis junginys gali egzistuoti kaip kietas, skystas ar dujinis, žaisdamas tą patį vaidmenį kaip vanduo Žemėje.

Tai patvirtino „Cassini“ zondas, kuriam pavyko nusileisti ant palydovo paviršiaus, kur buvo rasta šio junginio išgaravimo pavyzdžių. Ji taip pat aptiko regionus, kuriuose radijo bangos yra silpnai atspindimos, panašiai kaip jos atsispindi Žemės ežeruose ir vandenynuose.

Šios tamsios zonos radijo vaizduose rodo, kad yra skysto metano kūnų, kurių plotis nuo 3 iki 70 km, nors norint patvirtinti faktą reikia daugiau įrodymų.

Titano atmosfera

Olandų astronomas Gerardas Kuiperis (1905–1973) 1944 m. Patvirtino, kad „Titan“ turi savo atmosferą, kurios dėka palydovas turi būdingą oranžinės-rudos spalvos spalvą, kurią galima pamatyti vaizduose.

Vėliau, remiantis „Voyager“ misijos atsiųstais duomenimis devintojo dešimtmečio pradžioje, buvo nustatyta, kad ši atmosfera yra gana tanki, nors dėl atstumo ji gauna mažiau saulės spinduliuotės.

Jis taip pat turi smogo sluoksnį, kuris nugruntuoja paviršių ir kuriame suspensijoje yra angliavandenilių dalelių.

Viršutinėje „Titan“ atmosferoje vėjai siekia iki 400 km / h, nors artėjant prie paviršiaus panorama yra šiek tiek ramesnė.

Atmosferos dujos

Kalbant apie savo sudėtį, atmosferos dujas sudaro 94% azoto ir 1,6% metano. Likę komponentai yra angliavandeniliai. Tai yra charakteringiausias požymis, nes, išskyrus Žemės atmosferą, Saulės sistemoje nėra tokio kiekio azoto.

Metanas yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurių buvimas neleidžia Titanui toliau kristi. Tačiau išorinis sluoksnis, sudarytas iš plačiai išsklaidytų dujų, yra atspindintis ir neutralizuoja šiltnamio efektą.

Angliavandeniliai

Tarp angliavandenilių, stebėtų ant Titano, ryškus akrilnitrilas, kurio koncentracija iki 2,8 milijonų dalių (ppm), aptinkama spektroskopiniais metodais.

Tai junginys, plačiai naudojamas plastikų gamyboje ir, pasak mokslininkų, jis gali sukurti struktūras, panašias į ląstelių membranas.

Nors iš pradžių akrilonitrilas buvo aptiktas viršutiniuose Titano atmosferos sluoksniuose, manoma, kad jis gali gerai pasiekti paviršių, kondensuotis apatiniuose atmosferos sluoksniuose ir vėliau nukristi lietaus metu.

Be akrilonitrilo, ant „Titan“ yra ir tholinų, arba tholinų, įdomių organinio pobūdžio junginių, kurie atsiranda, kai ultravioletinė šviesa skaido metaną ir atskiria azoto molekules.

Rezultatas yra šie sudėtingesni junginiai, kurie, kaip manoma, egzistavo ankstyvoje Žemėje. Jie buvo aptikti apledėjusiame pasaulyje, esančiame už asteroido juostos, ir tyrėjai gali juos pagaminti laboratorijoje.

Tokie radiniai yra labai įdomūs, nors palydovo sąlygos nėra tinkamos sausumos gyvenimui, ypač dėl ekstremalių temperatūrų.

Kaip stebėti Titaną

Titanas yra matomas iš Žemės kaip mažas šviesos taškas aplink milžinišką Saturną, tačiau būtini instrumentai, tokie kaip žiūronai ar teleskopai.

Vis dėlto neįmanoma pastebėti daugybės detalių, nes „Titan“ šviečia ne tiek, kiek Galilėjos palydovai (didieji Jupiterio palydovai).

Be to, didelis Saturno dydis ir ryškumas kartais gali paslėpti palydovo buvimą, todėl norint atskirti palydovą reikia ieškoti didžiausio atstumo momentų.

Orbita

Titanui sukti aplink Saturną reikia beveik 16 dienų ir toks sukimasis yra sinchroninis su planeta, o tai reiškia, kad jis visada rodo tą patį veidą.

Šis reiškinys yra labai paplitęs tarp Saulės sistemos palydovų. Pavyzdžiui, mūsų Mėnulis taip pat sinchroniškai sukasi su Žeme.

3 paveikslas. Titano orbita, paryškinta raudonai, kartu su Saturno palydovų orbita: Hyperion ir Iapetus yra tolimiausi į Titaną, o vidiniai yra eilės tvarka: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus ir Mimas. . Šaltinis: „Wikimedia Commons“. ! Originalus: skaldos krūvaVektorius: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Taip yra dėl potvynio jėgų, kurios ne tik pakelia skysčių mases, o tai yra tas poveikis, kuris labiausiai vertinamas Žemėje. Jie taip pat sugeba pakelti plutą ir deformuoti planetas bei palydovus.

Atoslūgio jėgos pamažu lėtina palydovo greitį, kol orbitos greitis prilygsta sukimosi greičiui.

Sukimosi judesys

Titano sinchroninis sukimasis reiškia, kad jo sukimosi aplink savo ašį laikotarpis yra toks pat kaip ir orbitos periodo, tai yra maždaug 16 dienų.

Titan'e yra stočių, nes sukimosi ašis yra pakreipta 26º kampu nuo ekliptikos. Tačiau skirtingai nei Žemėje, kiekvienas jų tarnautų apie 7,4 metų.

2006 m. Zondas „Cassini“ iškėlė vaizdus iš lietaus (iš metano) ant Titano šiaurės ašigalio - įvykio, kuris pažymėtų vasaros pradžią palydovo šiauriniame pusrutulyje, kur, kaip manoma, yra metano ežerai.

Lietus privers ežerus augti, o pietiniame pusrutulyje tikrai tuo pačiu metu jie išdžius.

Vidinė struktūra

Žemiau pateiktoje diagramoje parodyta Titano sluoksniuota vidinė struktūra, sukurta sujungus įrodymus, surinktus iš Žemės stebėjimų, taip pat iš „Voyager“ ir „Cassini“ misijų:

- Branduolys, sudarytas iš vandens ir silikatų, nors taip pat nagrinėjama galimybė, kad silikatų pagrindu būtų daugiau vidinės uolienos šerdies.

- Įvairūs ledo ir skysto vandens sluoksniai su amoniaku

-Aukščiausia ledo pluta.

4 pav. Titano vidinė struktūra pagal teorinius modelius. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Diagramoje taip pat pavaizduotas tankus atmosferos sluoksnis, uždengiantis paviršių, kuriame išsiskiria aukščiau minėtas tholin tipo organinių junginių sluoksnis, ir galiausiai išorinis ir įtemptas smogo sluoksnis.

geologija

„Cassini“ zondas, nusileidęs ant „Titan“ 2005 m., Ištyrė palydovą naudodamas infraraudonųjų spindulių kameras ir radarą, galinčius prasiskverbti į tankią atmosferą. Vaizdai rodo įvairią geologiją.

Nors „Titan“ buvo suformuotas kartu su likusiais Saulės sistemos nariais prieš kiek daugiau nei 4,5 milijardo metų, jo paviršius yra daug naujesnis, maždaug 100 milijonų metų. Tai įmanoma dėl puikaus geologinio aktyvumo.

Vaizdai atskleidžia ledines kalvas ir lygius, tamsesnės spalvos paviršius.

Kraterių yra nedaug, nes geologinė veikla juos ištrina netrukus po formavimo. Kai kurie mokslininkai teigė, kad Titano paviršius yra panašus į Arizonos dykumą, nors uolą užima ledas.

Zondo nusileidimo vietoje buvo rasta švelniai suapvalintų ledo briaunų, tarsi skystis būtų jas seniai suformavęs.

Taip pat yra kalvų, išklotų kanalais, švelniai nusileidžiančių žemyn į lygumą ir aukščiau aprašytų metano ežerų, taip pat salų. Šie ežerai yra pirmieji stabilūs skysti kūnai, rasti ne pačioje Žemėje ir netoli polių.

5 pav. Titano vaizdas, paimtas Huygens zondo 10 km aukštyje. Šaltinis: ESA / NASA / JPL / Arizonos universitetas / Viešoji nuosavybė.

Reljefas apskritai nėra labai pažymėtas „Titan“. Remiantis altimetriniais duomenimis, aukščiausi kalnai siekia maždaug vieno ar dviejų kilometrų aukštį.

Be šių savybių, „Titan“ yra ir potvynių, kuriuos sukelia atoslūgiai, kurie savo ruožtu sukelia stiprų vėją palydovo paviršiuje.

Tiesą sakant, visi šie reiškiniai vyksta Žemėje, tačiau labai skirtingai, nes Titane metanas užėmė vietą vietoje vandens, be to, jis yra daug toliau nuo Saulės.

Nuorodos

1. Eales, S. 2009. Planetos ir planetų sistemos. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomija: fizinė perspektyva. Cambridge University Press.
3. NASA Astrobiologijos institutas. NASA randa Saturno Mėnulyje cheminių medžiagų, kurios galėtų sudaryti „membranas“. Atkurta iš: nai.nasa.gov.
4. NASA Astrobiologijos institutas. Kas pasaulyje (-uose) yra tholinai? Atkurta iš: planetary.org.
5. Pasachoff, J. 2007. Kosmosas: astronomija naujame tūkstantmetyje. Trečias leidimas. Thomsonas-Brooksas / Cole'as.
6. Sėklos, M. 2011. Saulės sistema. Septintas leidimas. „Cengage“ mokymasis.
7. „Science Daily“. Kintančių sezonų, lietaus ant Saturno mėnulio Titano šiaurės ašigalio įrodymai. Atgauta iš: sciencedaily.com.
8. Vikipedija. Titanas (mėnulis). Atkurta iš: en.wikipedia.org.