RW Space

Во время своего последнего пролета мимо самой большой луны Сатурна в 2017 году космический корабль NASA «Кассини» собрал радарные данные, свидетельствующие о том, что небольшие жидкие озера в северном полушарии Титана удивительно глубоки, расположены на холмах и заполнены метаном.

Новые результаты, опубликованные 15 апреля в журнале Nature Astronomy, являются первым подтверждением глубины некоторых озер Титана (более 100 метров) и их состава. Они предоставляют новую информацию о том, как жидкий метан течет, испаряется и просачивается в Титан — единственное планетарное тело в нашей Солнечной системе, помимо Земли, которое, как известно, имеет жидкость на поверхности.

Ученые знают, что гидрологический цикл Титана работает аналогично земному, но с одним существенным отличием. Вместо испарения воды из морей, формирования облаков и дождя, у Титана все это происходит с метаном и этаном. Эти углеводороды на Земле считаются газом, если они только не находятся под давлением в резервуаре. Но Титан настолько холоден, что эти вещества находятся в жидком состоянии.

Гораздо более широкие северные моря заполнены метаном, но обнаружение меньших северных озер, заполненных также в основном метаном, было неожиданностью. Ранее данные «Кассини» измеряли Онтарио Лакус — единственное крупное озеро в южном полушарии Титана. Там они нашли примерно равную смесь метана и этана. Этан немного тяжелее метана, в его составе больше атомов углерода и водорода.

«Каждый раз, когда мы делаем открытия на Титане, Титан становится все более и более загадочным», — отметил ведущий автор нового исследования Марко Мастроджиузеппе, ученый по изучению радара «Кассини» из Калифорнийского технологического института.  «Но эти новые измерения помогают дать ответ на несколько ключевых вопросов. Теперь мы можем лучше понять гидрологию Титана».

На восточной стороне Титана есть большие моря с низкой высотой, каньоны и острова. С западной стороны: небольшие озера. Новые измерения указывают на существовании озер, расположенных на вершине больших холмов и плато. Новые радиолокационные измерения подтверждают более ранние выводы о том, что озера находятся значительно выше над уровнем моря и создают новое изображение рельефа местности. Торцы этих озер возвышаются на сотни футов над окружающим ландшафтом с глубокими жидкими озерами на вершине.

Тот факт, что эти западные озера небольшие (всего в десятки миль в диаметре), но при этом очень глубокие, также рассказывает ученым об их геологии: это еще одно лучшее доказательство того, что они, вероятно, образовались в тот момент, когда окружающие породы льда и твердых органических веществ химически растворились и разрушились. На Земле подобные водные озера известны как карстовые озера. Они находятся в таких областях как Германия, Хорватия, США. Их формирование возможно, когда вода растворяет известняк.

Наряду с исследованием глубоких озер, вторая статья в Nature Astronomy помогает разгадать загадку гидрологического цикла Титана. Исследователи использовали данные «Кассини», чтобы выявить то, что они называют переходными озерами. Различные наборы наблюдений (от радарных и инфракрасных данных) указали на то, что уровни жидкости значительно изменились со временем.

«Лучшее объяснение состоит в том, что в поверхностных жидкостях произошли сезонные изменения», — отметила ведущий автор исследования Шеннон МакКензи, специалист по планетам из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса в Лореле (США). «Теория состоит в том, что эти переходные характеристики могли быть более мелкими телами жидкости, которые в течение сезона испарялись и проникали в недра».

Результаты исследований подтверждают идею о том, что углеводородные дожди питают озера Титана, которые затем могут испаряться обратно в атмосферу или сливаться в недра, оставляя запасы жидкости, хранящиеся ниже.