Титан – спутник Сатурна

0
1599
Титан - спутник Сатурна

Самый большой спутник Сатурна – Титан. Ледяной мир, поверхность которого скрыта плотной атмосферой. Титан – второй по величине спутник в нашей Солнечной системе. Только Ганимед Юпитера больше, всего на 2%. Титан больше, чем Луна и больше, чем даже планета Меркурий.

Этот спутник Сатурна  – единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой и это единственный мир, кроме Земли, который имеет на своей поверхности реки, озера и моря. Как и Земля, атмосфера Титана – это прежде всего азот, плюс небольшое количество метана. Это единственное место в Солнечной системе, где есть земляной цикл жидкостей, идущих из облаков, протекающих по ее поверхности, заполняющих озера и моря и испаряющихся обратно в небо (сродни круговороту воды на Земле). Также считается, что Титан имеет подземный океан воды.

Размер и расстояние

Титан имеет радиус около 2 575 км, и почти на 50% шире, чем Луна. Спутник Сатурна находится на расстоянии около 1,2 млн км от Сатурна, что само по себе составляет около 1,4 млрд км от Солнца или около 9,5 астрономических единиц (а.е.). Свет от Солнца идёт около 80 минут, чтобы достичь Титана. Из-за расстояния, солнечный свет примерно в 100 раз слабее на Сатурне и Титане, чем на Земле. Сила тяжести на нём составляет приблизительно 1/7 земной. Масса Титана составляет 95% массы всех спутников Сатурна.

спутники-сатурна

Орбита и вращение спутника Титан

Радиус орбиты спутника Титан составляет 1 221 870 км и находится за пределами колец Сатурна. Титану требуется 15 дней, 22 часа и 41 минуту, чтобы завершить полную орбиту вокруг Сатурна. Титан имеет синхронное вращение относительно своей планеты. Это означает, что периоды вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Сатурна совпадают, и спутник повёрнут к планете всегда одной и той же стороной. Ему необходимо около 29 лет для прохождения полного оборота вокруг Солнца. Ось вращения Сатурна наклонена как Земля, что приводит к сезонам. Сезоны на Титане значительно длиннее земных и длится более 7 лет. 

Формирование спутника Титан

Ученые не уверены в происхождении Титана. Приборы НАСА измерили изотопы азота-14 и азота-15 в атмосфере спутника. Приборы обнаружили, что отношение изотопов азота Титана больше всего похоже на то, что найдено в кометах из облака Оорта. Это зона в солнечной системе из сотен миллиардов ледяных тел, которые вращаются по орбите вокруг Солнца на расстоянии от 5 000 до 100 000 а.е. от Солнца. До сих пор окончательно не решён вопрос о том, сформировался ли спутник Титан из пылевого облака, общего с Сатурном или сформировался отдельно и впоследствии был захвачен гравитацией планеты. Последняя теория позволяет объяснить такое неравномерное распределение массы среди спутников

строение Титана

Структура спутника Титан

Внутренняя структура Титана не полностью известна, но одна модель, основанная на данных из миссии Кассини-Гюгенс, предполагает, что спутник Сатурна имеет пять основных слоев. Самый внутренний слой – это ядро породы (силикатное ядро) диаметром около 4 000 км. Вокруг ядра находится слой высоко сжатого льда – это особый тип, называемый “Лёд-6” (ice-VI), который встречается только при чрезвычайно высоких давлениях. Затем идет слой соленой жидкой воды, на вершине которой находится внешняя корка водяного льда. Эта поверхность покрыта  органическими молекулами. Поверхность окружена плотной атмосферой.

Поверхность спутника Титан

Поверхность Титана является одним из самых земляных мест в Солнечной системе, хотя и при значительно более холодных температурах и с различной химией. Здесь так холодно (-179º С), что водный лед играет роль скалы. Титан может иметь вулканическую активность, но с жидкой водой вместо расплавленной породы. Поверхность спутника Титан способна пропускать метан и этан, которые высекает каналы рек и заполняют большие озера с жидкостным природным газом. Никакой другой мир в Солнечной системе, кроме Земли, не имеет такой активности жидкости на своей поверхности.

На Титане есть горные хребты высотой более 1 км, долины, русла рек, стекающих с возвышенностей. Заметна сильная эрозия горных вершин, потоки жидкого метана во время сезонных ливней могли образовать пещеры в горных склонах. Существую горные хребты протяженностью около 150 км и высотой до 1,6 км. Самая высокая гора из ныне известных имеет высоту 3 337 метра. 

Ударных кратеров на Титане немного, их предположительно не более 50. Это следствие того, что их относительно быстро скрывают осадки. Поверхность Титана в умеренных широтах менее контрастна.

 
Большая часть озёр обнаружена в северной полярной области, тогда как в южной их почти нет. Это может объясняться сезонными изменениями — каждое из четырёх времён года на спутнике длится около 7 земных лет, и за это время метан может высыхать в водоёмах одного полушария и ветрами переноситься в другое.

В районе северного полюса обнаружены несколько гигантских озёр. Одно из них достигает 1 000 км в длину и по площади больше Каспийского моря, другое озеро занимает площадь около 100 000 м², что делает его больше, чем любое другое озеро на Земле.

Атмосфера спутника Титан

Наша Солнечная система является домом для более чем 150 спутников, но Титан уникален тем, что является единственным с плотной атмосферой. На поверхности Титана атмосферное давление примерно на 60% больше, чем на Земле. Это такое же давление, которое человек чувствовал бы, плавая примерно на 15 метровой глубине. Поскольку спутник Титан менее массивен, чем Земля, его атмосфера простирается на высоту в 10 раз выше, чем земная и составляет почти 600 километров.

Атмосфера Титана главным образом азот (около 95%) и метан (около 5%), с небольшим количеством других углеродных смесей. 

атмосфера Титана

Некоторые соединения, образующиеся в результате расщепления и рециркуляции метана и азота, создают своего рода смог — густую дымку оранжевого цвета, которая затрудняет обзор поверхности из космоса. Некоторые тяжелые, богатые углеродом соединения оседают на поверхности и эти углеводороды играют роль “песка” в огромных дюнных полях Титана. Метан конденсируется в облака, которые иногда проливаютя на поверхность в  виде метановых бурь.

Метан в атмосфере Титана – это то, что делает возможным его сложную атмосферную химию. Поскольку солнечный свет непрерывно разрушает метан в атмосфере Титана, какой-то источник должен пополнять его, иначе он будет истощен с течением времени. Исследователи подозревают, что метан может проникнуть в атмосферу Титана с помощью вулканов, выпускающих охлажденную воду вместо расплавленной скальной лавы.

Потенциал для жизни

Измерения Титана  показали, что он скрывает подземный океан жидкой воды (вероятно, смешанный с солями и аммиаком). Зонд Гюйгенс Европейского космического агентства также измерял радиосигналы во время его спуска на поверхность в 2005 году, что указывало на наличие океана на 55 – 80 км ниже ледяной поверхности. Открытие мирового океана жидкой воды добавляет Титан к горстке миров в нашей Солнечной системе, которые потенциально могут содержать обитаемые среды. Кроме того, реки, озера и моря жидкого метана и этана могут служить обитаемой средой на поверхности спутника, хотя любая жизнь там, вероятно, будет сильно отличаться от жизни на Земле.  До сих пор нет никаких доказательств жизни на Титане, его сложная химия и уникальные среды, несомненно, сделают его местом для продолжения исследований.

История открытия
ПервооткрывательХристиан Гюйгенс
Дата открытия25 марта 1655 года
Орбитальные характеристики
Большая полуось1 221 870 км
Эксцентриситет0,0288
Период обращения15,945 дня
Наклонение орбиты0,34854°
Долгота восходящего узла28,758°
Аргумент перицентра179,920°
Средняя аномалия163,308°
Физические характеристики
Диаметр5152 км
Площадь поверхности83 млн км²
Масса1,3452⋅1023 кг
Плотность1,8798 г/см³
Ускорение свободного падения1,352 м/с²
Первая космическая скорость (v1)1,867 км/с
Вторая космическая скорость (v2)2,639 км/с
Период вращениявокруг осисинхронное вращение относительно Сатурна
Наклон оси вращенияотсутствует
Альбедо0,22
Температура поверхности93,7 К (−179,5 °C)
Атмосфераазот — 98,4 %, метан — 1,6 %; давление — 146,7 кПа (в 1,5 раза больше земного)
4.5 2 votes
Article Rating

Добавить комментарий

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments