Pre kategóriu nadšených vedcov, ktorí majú záujem o existenciu mimozemských svetov vhodných na prieskum, dnes je známa dobre známa veta: "Je život na Marse, existuje život na Marse?". Ukázalo sa, že v rámci Slnečnej sústavy existujú svet, ktoré sú oveľa zaujímavejšie v tomto aspekte ako Červená planéta. Živým príkladom toho je najväčší Saturnov satelit, Titan. Ukázalo sa, že toto nebeské telo je veľmi podobné našej planéte. Informácie, ktoré vedci dnes umožňujú existenciu vedeckej verzie, že život na Satanovom družici na Titane je celkom fakt.
Čo je pre pozemských ľudí Titan zaujímavé?
Po tom, čo muž po celé desaťročia neúspešne pokúsil nájsť svet v našom slnečnom systéme, ktorý aspoň podobal našej Zemi z diaľky, informácie o Titanovi vniesli nádej do vedeckej komunity. Vedci sa zaujímajú o toto nebeské telo, od roku 2005, kedy sa na povrchu jedného z najväčších satelitov Slnečnej sústavy dostala automatická sonda Huygens. Počas nasledujúcich 72 minút na palube fotografická a videokamera sondy vyslala Zemi fotografiu povrchu tohto objektu a ďalších videozáznamov o tomto vzdialenom svete. Dokonca aj v takom obmedzenom čase, ktorý bol pridelený na inštrumentálny výskum vzdialených satelitov, vedci dokázali získať vyčerpávajúce množstvo informácií.
Pristátie na hladine Titanu sa uskutočnilo v rámci medzinárodného programu "Cassini-Huygens" zameraného na štúdium Saturnu a jeho družíc. Spustený v roku 1997, automatická medziplanetárna stanica Cassini je všeobecným vývojom ESA a NASA pre detailné štúdium Saturnu a okolia tejto planéty. Po 7 rokoch lietania v priestore slnečnej sústavy stanica dodávala sondu Huygens vesmírnej sonde do Titanu. Toto unikátne zariadenie je výsledkom spoločnej práce expertov z NASA a talianskej vesmírnej agentúry, ktorej tím na tento let dal veľké nádeje.
Výsledky, ktoré získali vedci z pracovnej stanice "Cassini" a z rady sondy "Huygens", sa ukázali ako neoceniteľné. Napriek tomu, že sa vzdialený satelit objavil pred očami pozemských ľudí ako obrovské tiché kráľovstvo ľadu, následné podrobné štúdium povrchu objektu zmenilo vnímanie Titanu. Na fotografiách získaných s použitím sondy Huygens bolo možné v najmenších detailoch rozložiť povrch satelitu Saturnu, ktorý pozostával hlavne z tuhej vody a sedimentárnych vrstiev organickej povahy. Ukázalo sa, že hustá a nepreniknuteľná atmosféra vzdialenej družice má takmer rovnaké zloženie ako pozemná vzdušná plynová obálka.
V budúcnosti Titan vedci hodili ďalší vážny bonus. Po prvýkrát v histórii prieskumu a štúdia mimozemského priestoru mimo Zeme sa našla tekutá hmota rovnakej povahy, ktorá sa nachádzala na planéte Zem v prvých rokoch existencie. Úľavu nebeského tela dopĺňa obrovský oceán, množstvo jazier a morí. To všetko dáva dôvod domnievať sa, že ide o nebeské telo, ktoré by mohlo byť ďalšou oázou života v našej slnečnej sústave. Štúdie zloženia atmosféry a tekutého média družice Saturnu odhalili prítomnosť základných látok pre život organizmov. Predpokladá sa, že za určitých podmienok v procese štúdia tohto nebeského tela môžu byť na Titane zistené živé organizmy.
V tomto ohľade sa stáva relevantná následná štúdia najväčšej družice Saturnu. Existuje veľká pravdepodobnosť, že spolu s Marsom sa Titan môže stať druhým kozmickým domom pre ľudskú civilizáciu.
Akademický pohľad na Titan
Veľkosť Titanu umožňuje, aby bola s planétami slnečnej sústavy. Toto nebeské teleso má priemer 5152 km, čo je väčšie ako priemer ortuti (4879 km) a mierne menej ako Mars (6779 km). Hmotnosť Titanu je 1,3452 · 1023 kg, čo je 45 krát menej ako hmotnosť našej planéty. Na hmotnosť družice Saturnu je druhá v slnečnej sústave, za satelitom Jupiter - Ganymede.
Napriek svojej pôsobivej veľkosti a hmotnosti má Titan nízku hustotu len 1,8798 g / cm³. Pre porovnanie, hustota materskej planéty Saturn je len 687 k / m3. Vedci zistili slabé gravitačné pole zo satelitu. Sila príťažlivosti na povrchu Titanu je 7 krát slabšia než pozemské parametre a zrýchlenie gravitácie je rovnaké ako na Mesiaci - 1,88 m / s2 oproti 1,62 m / s2.
Charakteristickým znakom je pozícia Titanu v priestore. Najväčšia satelitná časť Saturnu sa otáča okolo svojej materskej planéty v elipsovej obežnej dráhe rýchlosťou 5,5 km / s a je mimo oblasti prstencov Saturnu. Priemerná vzdialenosť od Titanu k povrchu Saturnu je 1, 222 miliónov km. Celý tento systém sa nachádza vo vzdialenosti 1 miliardy 427 miliónov km od Slnka, čo je 9,5 krát dlhšie ako vzdialenosť medzi našim centrálnym svietidlom a Zemou.
Rovnako ako náš satelit, "Mesiac Saturnu" sa vždy obráti na to na jednej strane. To je spôsobené synchronizáciou rotácie satelitu okolo jeho vlastnej osi s obdobím obežnej dráhy Titanu okolo materskej planéty. Kompletná revolúcia okolo Saturnu, jeho najväčšieho satelitu robí 15 dní. Vzhľadom k tomu, že Saturn a jeho satelity majú pomerne vysoký uhol sklonu osi rotácie k osi ekliptiky, na povrchu Titanu sú ročné obdobia. Každých sedemdesiat zemských rokov na družine Saturnu sa letné vydrží do chladného zimného obdobia. Podľa astronomických pozorovaní dnes na strane Titanu, ktorý stojí pred Saturnom, je jeseň. Čoskoro bude satelit zmiznúť zo slnečných lúčov za matkou planéty a titánový jeseň bude nahradený dlhou a prudkou zimou.
Teploty na satelitnom povrchu sa pohybujú v rozmedzí mínus 140-180 stupňov Celzia. Údaje získané z rady vesmírnej sondy Huygens odhalili zvláštnu skutočnosť. Rozdiel medzi polárnou a rovníkovou teplotou je iba 3 stupne. Vysvetľuje to prítomnosť hustého prostredia, ktoré zabraňuje pôsobeniu slnečného žiarenia na povrch Titanu. Napriek vysokej hustote atmosféry kvôli nízkym teplotám na Titane nevznikajú kvapalné zrážky. V zime pokrýva povrch satelitu sneh z etánu, častíc vodnej pary a čpavku. Toto je len malý zlomok toho, čo vieme o Titane. Zaujímavé fakty o najväčšej družine Saturnu sa týkajú doslova akéhokoľvek poľa, od astronómie, klimatológie a glaciológie až po mikrobiológiu.
Titán v celej svojej sláve
Až donedávna bola väčšina informácií o družici Saturn založená na vizuálnych pozorovaniach získaných z vesmírnej sondy Voyager, ktorá prešla v roku 1980 vo vzdialenosti 7000 km. Hubbleov teleskop mierne zdvihol závoj utajenia o tomto vesmírnom objekte. Ak chcete získať predstavu o povrchu satelitu, nedovoľte jeho hustú atmosféru, ktorá je v hustote a hrúbke nižšia len vďaka vzdušnému a vzdušnému plášťu v Venuzii.
Poslanie autonómnej stanice Cassini v roku 2004 pomohlo odstrániť hmlu, ktorá vládla nad týmto nebeským telom. Počas štyroch rokov sa prístroj nachádzal na obežnej dráhe Saturnu a uskutočňoval konzistentné fotografovanie svojich satelitov a Titanu. Výskum z sondy Cassini bol vykonaný pomocou kamery s infračerveným filtrom a špeciálnym radarom. Fotografie boli odobraté z rôznych uhlov vo vzdialenosti 900-2000 km od povrchu satelitu.
Vyvrcholením štúdie o Titane bolo pristátie na povrchu sondy Huygens, pomenovanej po objaviteľke satelitu Saturn. Zariadenie, ktoré vstúpilo do hustých vrstiev atmosféry Titanu, padlo padák na 2,5 hodiny. Počas tejto doby zariadenie sondy skúmalo zloženie satelitnej atmosféry, fotografovalo jej povrch z výšky 150, 70, 30, 15 a 10 kilometrov. Po dlhom klesaní sa vesmírna sonda dostala na povrch Titanu, pochovala 0,2 až 0,5 metra v špinavom ľadu. Po pristátí Huygens pracoval o niečo dlhšie ako hodinu a prenášal množstvo užitočných informácií priamo na Zem cez Cassini AMS priamo z satelitného povrchu. Vďaka fotografiám z rady Cassini AMS a sondy Huygens vytvoril tím výskumníkov mapu Titanu. Navyše vedci majú teraz podrobné informácie o svojej atmosfére, údajoch o povrchovej klíme a terénnych charakteristikách.
Satelitná atmosféra
V situácii s Titanom, po prvýkrát v procese štúdia a štúdia nebeských telies slnečnej sústavy mali vedci možnosť podrobne študovať atmosféru. Ako sa dalo očakávať, satelit Saturnu má hustú a dobre rozvinutú atmosféru, ktorá nielen v mnohých ohľadoch pripomína plynový plášť Zeme, ale tiež ho prevyšuje v hmote.
Hrúbka atmosférickej vrstvy Titanu bola 400 km. Každá vrstva atmosféry má svoje vlastné zloženie a koncentráciu. Zloženie plynu je nasledujúce:
- 98,6% necháva dusík N;
- 1,6% v atmosfére je metán;
- malé množstvo etánu, acetylénové zlúčeniny, propán, oxid uhličitý a oxid uhoľnatý, hélium a kyan.
Koncentrácia metánu v atmosfére satelitu, začínajúca v nadmorskej výške 30 km, sa mení smerom nadol. Keď sa satelit blíži k povrchu, množstvo metánu klesne na 95%, zatiaľ čo koncentrácia etánu sa zvyšuje na 4-4,5%.
Charakteristickým rysom vrstvy vzduchového plynu satelitu Titan je jeho protihlukový efekt. Prítomnosť uhľovodíkových organických molekúl v dolnej atmosfére neutralizuje skleníkový efekt spôsobený obrovskou koncentráciou metánu. Výsledkom je, že povrch nebeského telesa je rovnomerne chladený kvôli prítomnosti uhľovodíkov. Tieto rovnaké procesy a gravitačné pole Saturnu spôsobujú cirkuláciu atmosféry Titanu. Tento obraz prispieva k tvorbe aktívnych klimatických procesov v atmosfére družice Saturnu.
Treba poznamenať, že atmosféra satelitu neustále stráca váhu. Je to spôsobené absenciou silného magnetického poľa v nebeskom tele, ktoré nie je schopné udržať obal vzduchového plynu, ktorý je pod neustálym vplyvom slnečného vetra a gravitačných síl Saturnu. K dnešnému dňu je atmosférický tlak na satelit s krúžkom okolo 1,5 atm. To nepochybne ovplyvňuje poveternostné podmienky, ktoré sa menia s koncentráciou plynov v atmosfére Titanu.
Hlavná práca na vytváraní počasia na Titane je vykonávaná hustými mraky, ktoré, na rozdiel od suchozemských vzdušných hmôt, pozostávajú z organických zlúčenín. Tieto atmosferické útvary sú zdrojom zrážok na najväčšom satelitnom Saturnu. Vzhľadom na nízke teploty je atmosféra nebeského tela suchá. Najväčšia koncentrácia oblačnosti sa nachádza v polárnych oblastiach. Vzhľadom na nízke teploty je vlhkosť v atmosfére extrémne nízka, takže zrážaním na Titane sú metánové kryštály a mráz pozostávajúci z dusíka, etánu a zlúčenín amoniaku.
Povrch Titanu a jeho štruktúra
Satelit Saturn má nielen zaujímavú atmosféru. Jeho povrch je mimoriadne zvedavý objekt z hľadiska geológie. Pod hustou prikrývkou metánu, fotografických šošoviek a kamier kozmickej sondy Huygens sa našli celé kontinenty oddelené množstvom jazier a morí. Ako na Zemi, na kontinentoch je veľa skalnatých a hornatých útvarov, hlboké štrbiny a depresie. Sú nahradené obrovskými rovinami a údoliami. V rovníkovej časti nebeského tela tvoria častice uhľovodíkov a vodných ľadov veľkú plochu dún. Predpokladá sa, že kozmická sonda Huygens urobila pristátie v jednom z týchto dún.
Plná podobnosť s živou planétou dodáva prítomnosť kvapalnej štruktúry. Na Titane boli objavené rieky s prameňmi, kanály na prelievanie a delty - miesta, kde prúdia rieky do morských nádrží. Podľa údajov získaných z fotografií niektoré rieky Titan majú dĺžku kanála viac ako 1000 km. Prakticky všetka kvapalná hmota Titánu je sústredená v morských nádržiach a jazerách, ktoré zaberajú pôsobivú oblasť - až 30-40% všetkých povrchov tohto nebeského tela.
Dôkaz o prítomnosti veľkých zhlukov kvapalného média na povrchu satelitu bol obrovský jasný bod, ktorý dlho astronómov zmätený. Následne sa ukázalo, že jasná oblasť na Titane je obrovský bazén kvapalných uhľovodíkov nazývaný Krakenské more. Podľa oblasti je táto pomyselná nádrž väčšia ako najväčšie jazero na Zemi - Kaspické more. Ďalším rovnako zaujímavým objektom je Liegejské more - najväčší prírodný rezervoár pre kvapalný metán a etán.
Presné informácie o zložení kvapalného média v moriach a jazerách Titanu boli získané vďaka práci spoločnosti AMC "Casssini". Pomocou údajov z fotografií a počítačových simulácií sa zloženie tekutiny na povrchu Titanu určovalo za suchozemských podmienok:
- etán je 76-80%;
- propán v moriach a jazerách Titanu 6-7%;
- metán predstavuje 5-10%.
Okrem základných prvkov predstavovaných ako zmrazené plyny sa v kvapaline nachádzajú kyanid vodíka, bután, butén a acetylén. Hlavná akumulácia vody na Titane má trochu inú povahu ako forma zeme. Na povrchu satelitu sa našlo obrovské množstvo prehriatých ľadových usadenín skladajúcich sa z vody a amoniaku. Predpokladá sa, že pod povrchom môžu byť rozsiahle prírodné nádrže naplnené kvapalnou vodou s amoniakom rozpusteným v ňom. Z tohto hľadiska je zaujímavá aj vnútorná štruktúra satelitu.
Dnes existujú rôzne verzie vnútornej štruktúry Titanu. Rovnako ako v prípade všetkých pozemských planét, má pevné jadro, nie železo-nikel, ako na prvých štyroch planétach slnečnej sústavy, ale kamenné. Jeho priemer je približne 3400 - 3500 km. Ďalej prichádza zábavná časť. Na rozdiel od Zeme, kde plášť začína po jadre, na tomto priestore je naplnený hustými lisovanými vrstvami vody a hydrátu metánu. Medzi jednotlivými vrstvami je pravdepodobne kvapalná vrstva. Napriek svojmu chladu a kamennej prírode je však satelit aktívny a na ňom sú pozorované tektonické procesy. Toto napomáhajú prílivové sily, ktoré sú spôsobené gigantickou gravitáciou Saturnu.
Možná budúcnosť Titanu
Podľa údajov štúdií uskutočnených v poslednom desaťročí sa ľudstvo zaoberá jedinečným objektom slnečnej sústavy. Ukázalo sa, že okrem zeme, ktorá je charakterizovaná všetkými tromi druhmi aktivít, je jediné nebeské telo. Na družici Saturnu sú stopy neustálej geologickej aktivity, čo je potvrdenie jeho živého tektonického pôsobenia.
Povaha povrchu Titanu je tiež veľmi zaujímavá. Jeho štruktúra, zloženie a reliéf hovoria v prospech skutočnosti, že povrch satelitu Saturnu je v neustálom pohybe. Tu, podobne ako na Zemi, pod vplyvom vetra a zrážok, dochádza k erózii pôdy, dochádza k poveternostným vplyvom hornín a sedimentácii.
Zloženie atmosféry družice a cirkulačné procesy, ktoré sa v ňom vyskytujú, tvorili podnebie Titanu. Všetky tieto znaky hovoria v prospech skutočnosti, že za určitých podmienok na Titane môže existovať život. Prirodzene, bude to iná forma života od pozemských organizmov, ale samotná existencia sa stane obrovským objavom pre ľudstvo.
