Titan (satellitt) egenskaper, sammensetning, bane, bevegelse

4351
Jonah Lester

Titan Det er en av satellittene til planeten Saturn og den største av alle. Overflaten er isete, den er større enn kvikksølv, og den har den tetteste atmosfæren blant alle satellittene i solsystemet.. 

Fra jorden er Titan synlig ved hjelp av kikkert eller teleskoper. Det var Christian Huygens (1629-1695), en nederlandsk astronom, som i 1655 oppdaget satellitten med et teleskop for første gang. Huygens kalte det ikke Titan, men ganske enkelt Månen Saturni, som på latin tilsvarer å si "Saturnens måne". 

Figur 1. Titan som kretser rundt Saturn. Bildet av er Cassini. Kilde: NASA.

Navnet Titan, avledet av gresk mytologi, ble foreslått av John Herschel (1792-1871), sønn av William Herschel, på midten av 1800-tallet. Titanene var brødrene til Cronos, faren til tiden for grekerne, tilsvarende Romernes Saturn.

Både romoppdragene som ble utført i løpet av siste halvdel av det 20. århundre og observasjonene av Hubble Space Telescope økte kunnskapen om denne satellitten, som i seg selv er en fascinerende verden. 

Til å begynne med er det meteorologiske fenomener som ligner på jorden på Titan, som vind, fordampning og regn. Men med en grunnleggende forskjell: på Titan har metan en viktig deltakelse i dem, siden dette stoffet er en del av atmosfæren og overflaten.

I tillegg, ved å ha sin rotasjonsakse tilbøyelig, nyter Titan årstider, selv om varigheten er forskjellig fra jordens..

Av denne grunn og også for å ha sin egen atmosfære og sin store størrelse, blir Titan noen ganger beskrevet som en miniatyrplanet, og forskere har fokusert på å vite det bedre, for å finne ut om den havner, eller er i stand til å huse livet..

Artikkelindeks

  • 1 Generelle egenskaper
    • 1.1 Størrelse
    • 1.2 Tetthet
    • 1.3 Atmosfære
    • 1.4 Ingen magnetfelt
    • 1.5 Regn
    • 1.6 Oppsummering av de viktigste fysiske egenskapene til Titan
  • 2 Sammensetning
    • 2.1 Atmosfæren på Titan
    • 2.2 Atmosfæriske gasser
    • 2.3 Hydrokarboner
  • 3 Hvordan observere Titan
  • 4 bane
  • 5 Rotasjonsbevegelse
  • 6 Intern struktur
  • 7 Geologi
  • 8 Referanser

Generelle egenskaper

Størrelse

Titan er den nest største satellitten, nest etter Ganymedes, den enorme månen til Jupiter. I størrelse er den større enn kvikksølv, da den lille planeten er 4879,4 km i diameter og Titan er 5149,5 km i diameter..

Figur 2. Sammenligning av størrelser mellom Jorden, Månen og Titan, nede til venstre. Kilde: Wikimedia Commons. Apollo 17 Bilde av hele jorden: NASA teleskopisk bilde av fullmåne: Gregory H. Revera Bilde av Titan: NASA / JPL / Space Science Institute / Public domain

Imidlertid har Titan en stor prosentandel av is i sammensetningen. Forskere vet dette gjennom dens tetthet.

Tetthet

For å beregne kroppens tetthet, er det nødvendig å vite både massen og volumet. Titans masse kan bestemmes gjennom Keplers tredje lov, samt data levert av romoppdrag..

Tetans tetthet viser seg å være 1,9 g / cm3, ganske mindre enn for steinete planeter. Dette betyr bare at Titan har en stor andel is - ikke bare vann, isen kan være laget av andre stoffer - i sammensetningen..

Stemning

Satellitten har en tett atmosfære, noe sjeldent i solsystemet. Denne atmosfæren inneholder metan, men hovedkomponenten er nitrogen, akkurat som det skjer med jordens atmosfære..

Det har ikke vann i det, og det har heller ikke karbondioksid, men det er andre hydrokarboner til stede, fordi sollys reagerer med metan og gir opphav til andre forbindelser som acetylen og etan..

Ingen magnetfelt

Når det gjelder magnetisme, mangler Titan sitt eget magnetfelt. Fordi det er på kanten av Saturns strålingsbelter, når mange svært energiske partikler fremdeles overflaten av Titan og fragmentmolekyler der..

En hypotetisk reisende som ankom Titan, ville finne en overflatetemperatur i størrelsesorden -179,5 ° C og et kanskje ubehagelig atmosfæretrykk: halvannen ganger verdien av jordens trykk ved havnivå.

Regn

På Titan regner det fordi metan kondenserer i atmosfæren, selv om dette regnet ofte ikke når bakken, siden det delvis fordamper før det når bakken..

Oppsummering av de viktigste fysiske egenskapene til Titan

Sammensetning

Planetforskere utleder av Titans tetthet, som er omtrent det dobbelte av vann, at satellitten er halv stein og halv is..

Bergartene inneholder jern og silikater, mens isen ikke er alt vann, men under det frosne laget av skorpen er det en blanding av vann og ammoniakk. Det er oksygen på Titan, men knyttet til vann i undergrunnen.

Inne i Titan, som på jorden og andre legemer i solsystemet, er det radioaktive elementer som produserer varme når de forfaller til andre elementer..

Det er viktig å merke seg at temperaturen på Titan er nær trippelpunktet for metan, noe som indikerer at denne forbindelsen kan eksistere som et fast stoff, væske eller gass og spiller den samme rollen som vann på jorden..

Dette ble bekreftet av Cassini-sonden, som klarte å stige ned på overflaten av satellitten, hvor den fant prøver av fordampningen av denne forbindelsen. Det oppdaget også regioner der radiobølger reflekteres svakt, analogt med hvordan de reflekteres i innsjøer og terrestriske hav..

Disse mørke områdene i radiobildene antyder tilstedeværelsen av organer av flytende metan, mellom 3 og 70 km brede, selv om det er behov for mer bevis for å definitivt støtte det..

Atmosfæren på Titan

Den nederlandske astronomen Gerard Kuiper (1905-1973) bekreftet i 1944 at Titan har sin egen atmosfære, takket være hvilken satellitten har den karakteristiske oransje-brune fargen som kan sees på bildene.

Senere, takket være dataene som ble sendt av Voyager-oppdraget tidlig på 80-tallet, ble det funnet at atmosfæren er ganske tett, selv om den mottar mindre solstråling på grunn av avstanden..

Det har også et smoglag som sløyfer overflaten og der det er hydrokarbonpartikler i suspensjon.. 

I den øvre atmosfæren av Titan utvikler det seg vind opp til 400 km / t, selv om det nærmer seg overflaten er panoramaet litt roligere.

Atmosfæriske gasser

Når det gjelder sammensetningen, består atmosfæriske gasser av 94% nitrogen og 1,6% metan. Resten av komponentene er hydrokarboner. Dette er det mest karakteristiske trekket, for bortsett fra jordens atmosfære inneholder ingen andre i solsystemet nitrogen i en slik mengde.

Metan er en klimagass hvis tilstedeværelse forhindrer at Titans temperatur faller ytterligere. Imidlertid er det ytterste laget, som består av vidt spredte gasser, reflekterende og motvirker drivhuseffekten..

Hydrokarboner

Blant hydrokarboner observert på Titan, er akrylnitril, i konsentrasjon opptil 2,8 deler per million (ppm), oppdaget gjennom spektroskopiske teknikker.

Det er en forbindelse som er mye brukt i produksjon av plast, og ifølge forskere er den i stand til å skape strukturer som ligner cellemembraner.

Selv om akrylnitril opprinnelig ble oppdaget i de øvre lagene av Titans atmosfære, antas det at det godt kan komme til overflaten, kondensere i de nedre atmosfæriske lagene og deretter utfelle med regn.. 

Bortsett fra akrylnitril, på Titan er det tholins eller tholins, nysgjerrige forbindelser av organisk natur som dukker opp når ultrafiolett lys fragmenterer metan og skiller nitrogenmolekyler. 

Resultatet er disse mer komplekse forbindelsene som antas å ha eksistert tidlig på jorden. De har blitt oppdaget i isete verdener utenfor asteroidebeltet, og forskere er i stand til å produsere dem i laboratoriet..

Slike funn er veldig interessante, selv om forholdene til satellitten ikke er egnet for terrestrisk liv, spesielt på grunn av de ekstreme temperaturene.

Hvordan observere Titan

Titan er synlig fra jorden som et lite lyspunkt rundt giganten Saturn, men hjelp fra instrumenter som kikkert eller teleskoper er nødvendig..

Allikevel er det ikke mulig å legge merke til mange detaljer, fordi Titan ikke skinner så mye som de galileiske satellittene (de store satellittene til Jupiter).

I tillegg kan den store størrelsen og lysstyrken til Saturn noen ganger skjule tilstedeværelsen av satellitten, så det er nødvendig å se etter øyeblikkene med størst avstand mellom de to for å skille satellitten..

Bane

Titan tar nesten 16 dager å rotere rundt Saturn, og slik rotasjon er synkron med planeten, noe som betyr at den alltid viser det samme ansiktet..

Dette fenomenet er veldig vanlig blant satellitter i solsystemet. Månen vår er for eksempel også i synkron rotasjon med jorden..

Figur 3. Titans bane fremhevet i rødt, sammen med den til Saturns hovedsatellitter: Hyperion og Iapetus er de ytterste for Titan, mens de innerste er i rekkefølge: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus og Mimas. Kilde: Wikimedia Commons. Original: Rubble pileVector: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Dette skyldes tidevannskreftene, som ikke bare løfter væskemassene, noe som er den effekten som er mest verdsatt på jorden. De er også i stand til å løfte skorpen og vride planeter og satellitter..

Tidevannskreftene senker gradvis satellittens hastighet til banehastigheten er lik rotasjonshastigheten..

Roterende bevegelse

Titans synkrone rotasjon betyr at rotasjonsperioden rundt aksen er den samme som omløpsperioden, det vil si omtrent 16 dager..

Det er stasjoner på Titan på grunn av tiltningen av rotasjonsaksen ved 26 ° i forhold til ekliptikken. Men i motsetning til jorden ville hver vare i omtrent 7,4 år..

I 2006 tok Cassini-sonden opp bilder som viser regn (fra metan) på Titans nordpol, en hendelse som ville markere starten på sommeren på satellittens nordlige halvkule, hvor det antas at metansjøene eksisterer..

Regnet ville få innsjøene til å vokse, mens de på den sørlige halvkule sikkert ville tørke opp omtrent samtidig.

Intern struktur

Diagrammet nedenfor viser Titans lagdelte interne struktur, bygget ved å samle bevis samlet fra jordobservasjoner pluss det fra Voyager- og Cassini-oppdragene:

-Kjerne sammensatt av vann og silikater, selv om muligheten for en mer indre steinete kjerne, basert på silikater, også blir håndtert.

-Ulike lag med is og flytende vann med ammoniakk

-Ytterste skorpe av is.

Figur 4. Intern struktur av Titan, i henhold til teoretiske modeller. Kilde: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Diagrammet viser også det tette atmosfæriske laget som dekker overflaten, der laget av organiske forbindelser av tholin-typen nevnt ovenfor skiller seg ut, og til slutt et mer eksternt og tynt lag av smog..

geologi

Cassini-sonden, som landet på Titan i 2005, undersøkte satellitten ved hjelp av infrarøde kameraer og radar, som var i stand til å trenge gjennom den tette atmosfæren. Bildene viser en variert geologi. 

Selv om Titan ble dannet sammen med resten av medlemmene i solsystemet for drøyt 4,5 milliarder år siden, er overflaten mye nyere, rundt 100 millioner år ifølge estimater. Dette er mulig takket være stor geologisk aktivitet..

Bilder avslører isete bakker og glatte overflater i mørkere farger.

Det er få kratere, siden geologisk aktivitet sletter dem kort tid etter at de dannes. Noen forskere erklærte at overflaten til Titan ligner Arizona-ørkenen, selv om isen tar plassen til fjellet.

Forsiktig avrundede isrygger ble funnet på stedet for sondens nedstigning, som om en væske hadde formet dem for lenge siden.

Det er også åser foret med kanaler som forsiktig kommer ned til sletten og metanvannene beskrevet ovenfor, samt øyer. Disse innsjøene er de første stabile væskelegemene som finnes på et sted utenfor selve jorden og ligger nær polene.

Figur 5. Bilde av Titan tatt av Huygens-sonden i 10 km høyde. Kilde: ESA / NASA / JPL / University of Arizona / Public domain.

Lettelsen generelt er ikke særlig markert på Titan. De høyeste fjellene når omtrent en kilometer eller to i høyden, ifølge høydemålsdata..

I tillegg til disse funksjonene, på Titan er det sanddyner forårsaket av tidevannet, som igjen genererer sterk vind på overflaten av satellitten..

Faktisk forekommer alle disse fenomenene på jorden, men på en helt annen måte, siden metan på stedet tok vann, og det er også mye lenger fra solen.. 

Referanser

  1. Eales, S. 2009. Planeter og planetariske systemer. Wiley-Blackwell.
  2. Kutner, M. 2003. Astronomi: et fysisk perspektiv. Cambridge University Press.
  3. NASA Astrobiology Institute. NASA finner Moon of Saturn har kjemikalier som kan danne 'membraner'. Gjenopprettet fra: nai.nasa.gov.
  4. NASA Astrobiology Institute. Hva i verdenen (e) er tholins? Gjenopprettet fra: planetary.org.
  5. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the new Millennium. Tredje utgave. Thomson-Brooks / Cole.
  6. Seeds, M. 2011. Solsystemet. Syvende utgave. Cengage læring.
  7. Science Daily. Bevis for skiftende årstider, regn på Saturns måne Titans nordpol. Gjenopprettet fra: sciencedaily.com.
  8. Wikipedia. Titan (måne). Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.