TITAN (SATELLIT): EGENSKAPER, SAMMANSÄTTNING, OMLOPPSBANA, RÖRELSE - ARTE - 2025

Titan är en av satelliterna på planeten Saturnus och den största av alla. Ytan är isig, den är större än Merkurius, och den har den tätaste atmosfären för alla satelliter i solsystemet.

Från Jorden är Titan synlig med hjälp av kikare eller teleskop. Det var Christian Huygens (1629-1695), en holländsk astronom, som 1655 upptäckte satelliten med ett teleskop för första gången. Huygens kallade det inte Titan, utan helt enkelt Luna Saturni, som är latin för "Saturnus måne."

Bild 1. Titan kretsar kring Saturnus. Bilden av är Cassini. Källa: NASA.

Namnet Titan, härrörande från grekisk mytologi, föreslogs av John Herschel (1792-1871), son till William Herschel, i mitten av 1800-talet. Titanerna var bröderna till Cronos, tidens far för grekerna, motsvarande romarnas Saturnus.

Både rymdsuppdragen som genomfördes under det sista halvan av 1900-talet och observationerna av Hubble rymdteleskop ökade avsevärt kunskapen om denna satellit, som i sig är en fascinerande värld.

Till att börja med finns det på Titan meteorologiska fenomen som liknar dem på jorden, såsom vindar, förångning och regn. Men med en grundläggande skillnad: på Titan spelar metan en viktig roll i dem, eftersom detta ämne är en del av atmosfären och ytan.

Eftersom dess rotationsaxel är lutad åtnjuter Titan årstider, även om varaktigheten skiljer sig från jordens.

För detta och även för att det har sin egen atmosfär och sin stora storlek beskrivs ibland Titan som en miniatyrplanet och forskare har fokuserat på att lära känna den bättre, veta om den hamnar eller är kapabel att hysa liv.

Generella egenskaper

Storlek

Titan är den näst största satelliten, näst nästa till Ganymedes, Jupiters enorma måne. I storlek är den större än Merkurius, eftersom den lilla planeten är 4879,4 km i diameter och Titan är 5149,5 km i diameter.

Bild 2. Jämförelse av storlekar mellan jorden, månen och titan längst ner till vänster. Källa: Wikimedia Commons. Apollo 17 Bild av hela jorden: NASA Teleskopisk bild av fullmånen: Gregory H. Revera Bild av Titan: NASA / JPL / Space Science Institute / Public domain

Titan har dock en stor andel is i sin sammansättning. Forskare vet detta genom dess täthet.

Densitet

För att beräkna kroppens densitet är det nödvändigt att känna till både sin massa och dess volym. Titans massa kan bestämmas genom Keplers tredje lag, liksom data som tillhandahålls av rymdsuppdrag.

Titans densitet visar sig vara 1,9 g / cm ³ , långt under den för steniga planeter. Detta betyder bara att Titan har en stor andel is - inte bara vatten, isen kan vara andra ämnen - i sin sammansättning.

Atmosfär

Satelliten har en tät atmosfär, något sällsynt i solsystemet. Denna atmosfär innehåller metan, men huvudkomponenten är kväve, precis som jordens atmosfär.

Den har inte vatten i den och har inte heller koldioxid, men det finns andra kolväten närvarande, eftersom solljus reagerar med metan och ger upphov till andra föreningar som acetylen och etan.

Inget magnetfält

När det gäller magnetism saknar Titan sitt eget magnetfält. Eftersom det är i utkanten av Saturnus strålningsbälten når många mycket energiska partiklar fortfarande ytan på Titan och bryter upp molekyler där.

En hypotetisk resenär som anlände till Titan skulle hitta en yttemperatur i storleksordningen -179,5 ºC och ett atmosfäriskt tryck som kanske var obekvämt: en och en halv gånger värdet av jordens tryck vid havsnivån.

Regn

På Titan regnar det, eftersom metan kondenserar i atmosfären, även om detta regn ofta inte når marken, eftersom det delvis avdunstar innan det når marken.

Sammanfattning av de viktigaste fysiska egenskaperna hos Titan

Sammansättning

Planetforskare drar slutsatsen från Titans täthet, som är ungefär dubbelt så mycket som vatten, att satelliten är halv sten och halv is.

Stenarna innehåller järn och silikater, medan isen inte är helt vatten, även om det finns en blandning av vatten och ammoniak under det frysta lagret av jordskorpan. Det finns syre på Titan, men bundet till vatten i undergrunden.

Inuti Titan, precis som på jorden och andra kroppar i solsystemet, finns det radioaktiva element som producerar värme när de sönderfaller till andra element.

Det är viktigt att notera att temperaturen på Titan ligger nära metanens trippelpunkt, vilket indikerar att denna förening kan existera som ett fast ämne, vätska eller gas och spela samma roll som vatten på jorden.

Detta bekräftades av Cassini-sonden, som lyckades sjunka ner på ytan av satelliten, där den hittade prover av indunstningen av denna förening. Det upptäckte också regioner där radiovågor reflekteras svagt, analogt med hur de reflekteras i sjöar och hav på jorden.

Dessa mörka områden i radiobilderna tyder på förekomsten av kroppar av flytande metan, mellan 3 och 70 km bred, även om mer bevis behövs för att definitivt stödja detta.

Stämningen på Titan

Den nederländska astronomen Gerard Kuiper (1905-1973) bekräftade 1944 att Titan har sin egen atmosfär, tack vare vilken satelliten har den karakteristiska orangebruna färgen som kan ses på bilderna.

Senare, tack vare uppgifter som skickades av Voyager-uppdraget i början av 1980-talet, konstaterades det att denna atmosfär är ganska tät, även om den får mindre solstrålning på grund av avstånd.

Den har också ett lager av smog som dunker ytan och där det finns kolvätepartiklar i suspension.

I den övre atmosfären i Titan utvecklas vindar på upp till 400 km / h, även om det närmar sig ytan är panorama lite mer lugn.

Atmosfäriska gaser

Beträffande dess sammansättning består atmosfäriska gaser av 94% kväve och 1,6% metan. Resten av komponenterna är kolväten. Detta är den mest karakteristiska funktionen, förutom jordens atmosfär, innehåller ingen annan i solsystemet kväve i en sådan mängd.

Metan är en växthusgas vars närvaro hindrar Titans temperatur från att sjunka ytterligare. Det yttersta lagret, som består av vitt spridda gaser, reflekterar emellertid och motverkar växthuseffekten.

kolväten

Bland de kolväten som observerats på Titan, är akrylonitril slående, i en koncentration av upp till 2,8 delar per miljon (ppm), upptäckt genom spektroskopiska tekniker.

Det är en förening som används vid tillverkning av plast och enligt forskare kan skapa strukturer som liknar cellmembran.

Även om akrylonitril från början upptäcktes i de övre skikten i Titans atmosfär, tros det att den väl kan nå ytan, kondensera i de nedre atmosfäriska skikten och sedan falla i regnet.

Förutom akrylonitril finns det på Titan toliner eller toliner, nyfikna föreningar av organisk natur som uppträder när ultraviolett ljus fragmentar metan och separerar kvävemolekyler.

Resultatet är dessa mer komplexa föreningar som tros ha funnits på den tidiga jorden. De har upptäckts på isiga världar bortom asteroidbältet och forskare kan producera dem på laboratoriet.

Sådana fynd är mycket intressanta, även om satellitförhållandena inte är lämpliga för marklevande liv, särskilt på grund av de extrema temperaturerna.

Hur man observerar Titan

Titan är synlig från jorden som en liten ljuspunkt runt jätten Saturnus, men hjälp av instrument som kikare eller teleskop är nödvändig.

Trots det är det inte möjligt att märka mycket detaljer, eftersom Titan inte lyser så mycket som de galileiska satelliterna (de stora satelliterna i Jupiter).

Dessutom kan Saturnes stora storlek och ljusstyrka ibland dölja närvaron av satelliten, så det är nödvändigt att leta efter ögonblicken med största avstånd mellan de två för att skilja satelliten.

Bana

Titan tar nästan 16 dagar att rotera runt Saturnus och en sådan rotation är synkron med planeten, vilket innebär att den alltid visar samma ansikte.

Detta fenomen är mycket vanligt bland satelliter i solsystemet. Vår måne, till exempel, är också i synkron rotation med jorden.

Bild 3. Titans bana markerad med rött, tillsammans med Saturns huvudsatelliter: Hyperion och Iapetus är den yttersta till Titan, medan de innersta är i ordning: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus och Mimas . Källa: Wikimedia Commons. Original: Rubble pileVector: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Detta beror på tidvattenkrafterna, som inte bara lyfter vätskemassorna, vilket är den effekt som är mest uppskattad på jorden. De kan också lyfta jordskorpan och vrida planeter och satelliter.

Tidvattenkrafterna saknar gradvis hastigheten på satelliten tills banhastigheten är lika med rotationshastigheten.

Rotationsrörelse

Titans synkrona rotation innebär att dess rotationsperiod runt dess axel är densamma som omloppsperioden, det vill säga ungefär 16 dagar.

Det finns stationer på Titan på grund av lutningen av rotationsaxeln 26 ° från ekliptiken. Men till skillnad från jorden skulle var och en vara i ungefär 7,4 år.

Under 2006 tog Cassini-sonden upp bilder som visar regn (från metan) på Titans nordpol, en händelse som skulle markera början av sommaren på satellitens norra halvklot, där metan sjöar tros existera.

Regnen skulle få sjöarna att växa, medan de på den södra halvklotet säkert skulle torka upp ungefär samtidigt.

Inre struktur

Diagrammet nedan visar Titans skiktade inre struktur, byggd av samlade bevis som samlats in från jordobservationer plus det från Voyager- och Cassini-uppdragen:

-Nukle sammansatt av vatten och silikater, även om möjligheten till en mer inre stenig kärna, baserad på silikater, också hanteras.

-Varierande lager av is och flytande vatten med ammoniak

-Östa ytskorpa.

Figur 4. Titans interna struktur, enligt teoretiska modeller. Källa: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Diagrammet visar också det täta atmosfäriska skiktet som täcker ytan, i vilket skiktet av organiska föreningar av tolltypen som nämns ovan sticker ut, och slutligen ett mer yttre och svagt skogsmugg.

geologi

Cassini-sonden, som landade på Titan 2005, undersökte satelliten med hjälp av infraröda kameror och radar, som kunde penetrera den täta atmosfären. Bilderna visar en varierad geologi.

Även om Titan bildades tillsammans med resten av solsystemets medlemmar för drygt 4,5 miljarder år sedan, är ytan mycket nyare, cirka 100 miljoner år enligt uppskattningar. Det är möjligt tack vare stor geologisk aktivitet.

Bilder avslöjar isiga kullar och släta ytor med mörkare färg.

Det finns få kratrar, eftersom geologisk aktivitet raderar dem strax efter att de bildats. Vissa forskare uppgav att Titans yta liknar öknen i Arizona, även om isen tar plats för sten.

Försiktigt rundade iskanter hittades på platsen för sondens nedstigning, som om en vätska hade format dem för länge sedan.

Det finns också kullar kantade med kanaler som svagt lutar ner till slätten och metan sjöarna beskrivna ovan, liksom öar. Dessa sjöar är de första stabila vätskekropparna som finns på en plats utanför jorden själv och ligger nära polerna.

Bild 5. Bild av Titan taget av Huygens-sonden på 10 km höjd. Källa: ESA / NASA / JPL / University of Arizona / Public domain.

Befrielsen i allmänhet är inte särskilt märkbar på Titan. Enligt de altimetriska uppgifterna når de högsta bergen ungefär en eller två kilometer höga.

Förutom dessa funktioner finns det på Titan sanddyner orsakade av tidvattnet, som i sin tur genererar stark vind på satellitytan.

I själva verket inträffar alla dessa fenomen på jorden, men på ett mycket annat sätt, eftersom på metan tog metan plats för vatten, och det är också mycket längre från solen.

referenser

1. Eales, S. 2009. Planeter och planetariska system. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomi: ett fysiskt perspektiv. Cambridge University Press.
3. NASAs astrobiologiska institut. NASA finner månen av Saturnus har kemiska som kan bilda "membran". Återställd från: nai.nasa.gov.
4. NASAs astrobiologiska institut. Vad i världen är toliner? Återställd från: planetary.org.
5. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the new Millennium. Tredje upplagan. Thomson-Brooks / Cole.
6. Seeds, M. 2011. Solsystemet. Sjunde upplagan. Cengage Learning.
7. Science Daily. Bevis på skiftande säsonger, regn på Saturnus måne Titans nordpol. Återställd från: sciencedaily.com.
8. Wikipedia. Titan (månen). Återställd från: en.wikipedia.org.