Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα σχετικά με συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.
Τα εξαφανιζόμενα «μαγικά νησιά» στο μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, τον Τιτάνα, έχουν γοητεύσει τους επιστήμονες από τότε που η αποστολή Cassini της NASA τα ανακάλυψε κατά τη διάρκεια των πτήσεων πριν από μια δεκαετία. Τώρα οι ερευνητές πιστεύουν ότι έχουν αποκαλύψει τα μυστικά του φαινομένου.
Οι εφήμερες δομές αρχικά θεωρήθηκε ότι αποτελούνταν από φυσαλίδες αερίου, αλλά οι αστρονόμοι πιστεύουν τώρα ότι μπορεί να είναι παγετώνες οργανικού υλικού σαν κηρήθρα που πέφτουν στη σεληνιακή επιφάνεια.
Οι επιστήμονες θεωρούν ότι ο Τιτάνας είναι ένα από τα πιο συναρπαστικά φεγγάρια στο ηλιακό μας σύστημα, επειδή έχει κάποιες ομοιότητες με τη Γη. Από πολλές απόψεις, ωστόσο, παρουσιάζει επίσης ένα μπερδεμένο εξωγήινο τοπίο.
Ο Τιτάνας είναι μεγαλύτερος από το φεγγάρι μας και τον πλανήτη Ερμή και είναι το μόνο φεγγάρι στο ηλιακό μας σύστημα με πυκνή ατμόσφαιρα. Η ατμόσφαιρα είναι κυρίως άζωτο με λίγο μεθάνιο, που δίνει στον Τιτάνα την ασαφή πορτοκαλί του εμφάνιση. Σύμφωνα με τη NASA, η ατμοσφαιρική πίεση στον Τιτάνα είναι περίπου 60% υψηλότερη από ό,τι στη Γη, και ως εκ τούτου ασκεί την πίεση που αισθάνονται οι άνθρωποι όταν κολυμπούν περίπου 15 μέτρα κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού.
Ο Τιτάνας είναι επίσης ο μόνος άλλος κόσμος στο ηλιακό μας σύστημα που έχει υγρά σώματα που μοιάζουν με τη Γη στην επιφάνειά του – αλλά τα ποτάμια, οι λίμνες και οι θάλασσες αποτελούνται από υγρό αιθάνιο και μεθάνιο, που σχηματίζουν σύννεφα και υγρό αέριο βροχής από τον ουρανό.
Το τροχιακό όχημα της αποστολής Cassini, το οποίο μετέφερε το σκάφος Huygens που προσγειώθηκε στον Τιτάνα το 2005, πραγματοποίησε περισσότερες από 100 πτήσεις του Τιτάνα μεταξύ 2004 και 2017, αποκαλύπτοντας πολλά από αυτά που γνωρίζουν οι επιστήμονες τώρα για το φεγγάρι.
Μεταξύ των πιο αινιγματικών πτυχών του Τιτάνα είναι τα μαγικά του νησιά, τα οποία παρατηρούνται από τους επιστήμονες ως κινούμενα φωτεινά σημεία στην επιφάνεια του ωκεανού του Τιτάνα που μπορεί να διαρκέσουν για λίγες ώρες, αρκετές εβδομάδες ή περισσότερο. Οι εικόνες ραντάρ του Cassini κατέγραψαν τις ανεξήγητες φωτεινές περιοχές στη Ligeia Mare, το δεύτερο μεγαλύτερο υγρό σώμα στην επιφάνεια του Τιτάνα. Ο ωκεανός είναι 50% μεγαλύτερος από τη λίμνη Superior και αποτελείται από υγρό μεθάνιο, αιθάνιο και άζωτο.
Οι αστρονόμοι σκέφτηκαν ότι αυτές οι περιοχές θα μπορούσαν να είναι συσσωρευμένες φυσαλίδες αερίου αζώτου, πραγματικά νησιά αιωρούμενων στερεών ή κύματα (αν και τα κύματα φτάνουν μόνο σε ύψος μερικών χιλιοστών).
Ο πλανητικός επιστήμονας Xinting Yu, επίκουρος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Σαν Αντόνιο, επικεντρώθηκε στην ανάλυση των συνδέσεων μεταξύ της ατμόσφαιρας του Τιτάνα, των υγρών σωμάτων και των στερεών υλικών που πέφτουν σαν χιόνι για να δει αν μπορεί να σχετίζονται με τα μαγικά νησιά.
«Ήθελα να διερευνήσω εάν τα μαγικά νησιά μπορεί να είναι όντως οργανική ύλη που επιπλέει στην επιφάνεια, όπως η ελαφρόπετρα, η οποία μπορεί να επιπλέει στο νερό εδώ στη Γη πριν τελικά βυθιστεί», είπε ο Yu, επικεφαλής συγγραφέας μιας μελέτης που δημοσιεύθηκε στις 4 Ιανουαρίου στο περιοδικό. Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας.
Οι επιστήμονες θέλουν να καταλάβουν όσο το δυνατόν περισσότερα για τον Τιτάνα πριν στείλουν μια ειδική αποστολή στο φεγγάρι. Η αποστολή Dragonfly, με επικεφαλής το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής Johns Hopkins σε συνεργασία με τη NASA, έχει προγραμματιστεί να εκτοξευθεί το 2028 και να φτάσει στον Τιτάνα τη δεκαετία του 2030.
Ανάλυση ενός ασυνήθιστου κόσμου
Η ανώτερη ατμόσφαιρα του Τιτάνα περιέχει μια ποικιλία οργανικών μορίων, συμπεριλαμβανομένων των νιτριλίων, των υδρογονανθράκων και του βενζολίου. Η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι τόσο κρύα, στους μείον 290 βαθμούς Φαρενάιτ (μείον 179 βαθμοί Κελσίου), που τα ποτάμια και οι λίμνες σχηματίστηκαν από υγρό μεθάνιο – ο τρόπος με τον οποίο οι βράχοι και η λάβα βοήθησαν στο σχηματισμό δομών και καναλιών στη Γη.
Τα οργανικά μόρια στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα συνδυάζονται σε συστάδες πριν παγώσουν και πέσουν στην επιφάνεια του φεγγαριού. Πεδιάδες και σκοτεινοί αμμόλοφοι από οργανικό υλικό έχουν εντοπιστεί σε όλο τον Τιτάνα και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτά τα χαρακτηριστικά σχηματίστηκαν σε μεγάλο βαθμό από το «χιόνι» του Τιτάνα.
Τι συμβαίνει όμως όταν το χιόνι υδρογονανθράκων πέφτει στις απόκοσμες λείες επιφάνειες των λιμνών και των ποταμών υγρού αερίου του Τιτάνα; Η Yu και οι συνεργάτες της εξέτασαν τα διαφορετικά πιθανά σενάρια.
Η ομάδα του Yu ανακάλυψε ότι το στερεό οργανικό υλικό που έπεφτε από την ανώτερη ατμόσφαιρα δεν θα διαλυόταν εάν προσγειωνόταν στα υγρά σώματα του Τιτάνα επειδή είναι ήδη κορεσμένα με οργανικά σωματίδια.
«Για να δούμε τα μαγικά νησιά, δεν μπορούν να επιπλέουν για ένα δευτερόλεπτο και μετά να βυθίζονται», είπε ο Yu. «Πρέπει να επιπλέουν για κάποιο χρονικό διάστημα, αλλά όχι για πάντα».
Ωστόσο, το υγρό αιθάνιο και το μεθάνιο έχουν χαμηλή επιφανειακή τάση, που σημαίνει ότι είναι πιο δύσκολο για τα στερεά να επιπλέουν πάνω τους.
Η ομάδα του Yu προσομοίωσε διάφορα μοντέλα και διαπίστωσε ότι το κατεψυγμένο στερεό υλικό δεν θα επέπλεε εκτός αν ήταν πορώδες, όπως η κηρήθρα ή το ελβετικό τυρί. Τα μικρά σωματίδια πιθανότατα δεν θα επέπλεαν μόνα τους αν δεν ήταν αρκετά μεγάλα.
Η ανάλυση της ομάδας αποκάλυψε ένα σενάριο στο οποίο τα παγωμένα στερεά υδρογονάνθρακες συγκεντρώνονται κοντά στην ακτή, μετά αποσπώνται και επιπλέουν πάνω από την επιφάνεια σαν παγετώνες στη Γη. Το υγρό μεθάνιο διεισδύει αργά στις παγωμένες συστάδες, προκαλώντας τελικά την εξαφάνισή τους από το οπτικό πεδίο.
Επιπλέον, ένα πιθανό λεπτό στρώμα παγωμένων στερεών στις θάλασσες και τις λίμνες του Τιτάνα θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί τα υγρά σώματα του φεγγαριού είναι τόσο λεία, λένε οι ερευνητές.
Πάρτε από κοντά τιτάνιο
Την επόμενη δεκαετία, το Dragonfly αναμένεται να μελετήσει κυρίως τις πεδιάδες οργανικού υλικού στην ισημερινή περιοχή του Τιτάνα και όχι τα υγρά σώματά του.
Το rotorcraft lander θα δειγματίσει υλικά στην επιφάνεια του Τιτάνα, θα μελετήσει την πιθανή κατοικησιμότητα των μοναδικών περιβαλλόντων του και θα καθορίσει ποιες χημικές διεργασίες συμβαίνουν στη Σελήνη.
Ο Τιτάνας περιέχει επίσης οργανικές χημικές ουσίες που είναι απαραίτητες για τη ζωή στη Γη, όπως άζωτο, οξυγόνο και άλλα μόρια με βάση τον άνθρακα. Κάτω από τον παχύ φλοιό πάγου του Τιτάνα υπάρχει ένας εσωτερικός ωκεανός αλμυρού νερού που είναι παρόμοιος με άλλα συναρπαστικά φεγγάρια του ωκεανού που περιστρέφονται γύρω από τον Κρόνο, όπως ο Εγκέλαδος ή το φεγγάρι του Δία, Ευρώπη – που θεωρούνται μερικά από τα καλύτερα μέρη για αναζήτηση ζωής πέρα από τη Γη.
Ο Τιτάνας ακούγεται αφιλόξενος, αλλά είναι πιθανό να έχει φιλικές προς τη ζωή συνθήκες που βασίζονται σε διαφορετική χημεία και σχήματα με τρόπους πέρα από την τρέχουσα κατανόησή μας, σύμφωνα με τη NASA.
Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία του CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com