Ново испитивање података свемирских летелица прикупљених пре више од десет година сугерише да највећи Сатурнов месец, Титан, вероватно не садржи масивни океан испод своје смрзнуте површине, као што су научници некада веровали. Уместо тога, кретање наниже кроз Титанову ледену шкољку би вероватно открило додатне слојеве леда који постепено прелазе у путеве од бљузгавице и изоловане џепове течне воде ближе месечевој стеновити унутрашњости.
Раније интерпретације података из НАСА-ине мисије Касини на Сатурн навеле су научнике да предложе дубок океан течне воде скривен испод Титановог леда. Међутим, када су истраживачи тестирали ту идеју користећи компјутерске моделе, резултати нису били у складу са физичким карактеристикама које се виде у подацима. Пажљивија поновна анализа довела је до нових — блажих — закључака. Ови резултати могу подстаћи научнике да преиспитају претпоставке о другим леденим световима и прецизирају начин на који траже живот на Титану.
„Уместо отвореног океана какав имамо овде на Земљи, вероватно гледамо на нешто више попут арктичког морског леда или водоносних слојева, што има импликације на врсту живота коју можемо наћи, али и доступност хранљивих материја, енергије и тако даље“, рекао је Баптист Јоурнаук, доцент за науке о Земљи и свемиру са Универзитета у Вашингтону.
Студија, објављена 17. децембра године Природапредводила је НАСА, уз доприносе Јоурнаук-а и Ула Јонеса, дипломираног студента наука о Земљи и свемиру на УВ у његовој лабораторији.
Касинијево наслеђе и Титанова необична површина
Мисија Касини почела је 1997. и наставила се скоро две деценије, прикупљајући опсежне информације о Сатурну и његова 274 месеца. Титан – обавијен магловитом атмосфером – истиче се као једино место поред Земље где се зна да течност постоји на површини. Са температурама близу -297 степени Фаренхајта, та течност је метан, а не вода. Метан формира језера на Титану и чак пада са неба као киша.
Док Титан путује око Сатурна у издуженој орбити, научници су приметили да се Месец растеже и сабија у зависности од свог положаја у односу на планету. Истраживачи су 2008. године тврдили да се ово изражено савијање може догодити само ако постоји велики океан испод Титанове коре.
„Степен деформације зависи од унутрашње структуре Титана. Дубоки океан би омогућио кору да се више савија под Сатурновом гравитационом силом, али ако би Титан био потпуно замрзнут, не би се деформисао толико“, рекао је Јоурнаук. „Деформација коју смо открили током почетне анализе података мисије Цассини могла је бити компатибилна са глобалним океаном, али сада знамо да то није потпуна прича.
Суптилно кашњење открива бљузгаву унутрашњост
Ново истраживање додаје важан фактор који раније студије нису у потпуности узеле у обзир: тајминг. Промене облика Титана заостају отприлике 15 сати за најјачим привлачењем од Сатурнове гравитације. Померање густог, лепљивог материјала захтева више енергије него померање течности која слободно тече, слично томе како мешање меда захтева више напора него мешање воде. Мерењем овог кашњења, научници би могли да процене колико енергије Титан апсорбује док се деформише, нудећи увид у то колико дебела или вискозна мора бити његова унутрашњост.
Испоставило се да је количина изгубљене или распршене енергије унутар Титана далеко већа од очекиване да је присутан глобални течни океан.
„Нико није очекивао веома јаку дисипацију енергије унутар Титана. То је био пиштољ који се димио који је указивао да је унутрашњост Титана другачија од онога што је закључено из претходних анализа“, рекао је Флавио Петрицца, постдокторски сарадник у НАСА-иној Лабораторији за млазни погон и главни аутор студије.
На основу ових налаза, истраживачи предлажу унутрашњост састављену углавном од бљузгавице, са знатно мање течне воде него што се раније претпостављало. Овај бљузгави материјал је довољно густ да објасни одложени одговор на Сатурнову гравитацију, док још увек садржи довољно воде да омогући Титану да промени облик.
Радио сигнали и екстремна физика подржавају модел
Петрицца је дошао до ових закључака анализирајући фреквенције радио-таласа емитованих са свемирске летелице Касини током блиских прелета Титана. Јоурнаук је помогао у тумачењу резултата користећи термодинамику. Његов рад се фокусира на то како се вода и минерали понашају под интензивним притиском, знање које је кључно за разумевање да ли друга планетарна окружења могу да подрже живот.
„Водени слој на Титану је толико дебео, притисак је тако огроман, да се физика воде мења. Вода и лед се понашају другачије од морске воде овде на Земљи“, рекао је Јоурнаук.
У његовој лабораторији за планетарну крио-минералну физику на УВ, истраживачи су провели године развијајући методе за поновно стварање екстремних услова који се налазе на другим световима. Користећи овај рад, Јоурнаук је Петрицци и његовим колегама пружио податке који описују како се очекује да се вода и лед понашају дубоко у Титану.
„Могли бисмо им помоћи да одреде који гравитациони сигнал треба да очекују да виде на основу експеримената направљених овде у УВ“, рекао је Јоурнаук. „Било је веома корисно.“
Шта би бљузгавица могла да значи за живот на Титану
„Откриће бљузгавог слоја на Титану такође има узбудљиве импликације за потрагу за животом изван нашег соларног система“, рекао је Џонс. „То проширује опсег окружења које бисмо могли сматрати погодним за становање.“
Иако је идеја о огромном океану некада подстакла оптимизам у погледу живота на Титану, истраживачи сугеришу да би ажурирана слика могла да побољша шансе. Њихова анализа показује да би Титанови слатководни џепови могли достићи температуру до 68 степени Фаренхајта. У овим мањим количинама воде, хранљиве материје би биле концентрисаније него у великом океану, што би потенцијално олакшавало преживљавање једноставних облика живота.
Иако научници не очекују да ће пронаћи рибу која плива кроз Титанове бљузгавице, сваки живот који се тамо открије могао би да личи на организме који се налазе у поларним регионима Земље.
Јоурнаук је такође део НАСА-ине предстојеће мисије Драгонфли на Титан, која би требало да буде лансирана 2028. Налази ове студије ће помоћи у информисању те мисије, а Јоурнаук се нада да ће будући подаци пружити и доказе о животу и коначан одговор о присуству океана испод Титановог леда.
Коаутори су Стевен Д. Ванце, Марзиа Париси, Дустин Буццино, Гаел Цасциоли, Јулие Цастилло-Рогез, Марк Паннинг и Јонатхан И. Лунине из НАСА-е; Бринна Г. Довнеи са Соутхвест Ресеарцх Институте; Францис Ниммо и Габриел Тобие са Универзитета у Нанту; Андреа Мањанини са Универзитета у Болоњи; Амирхоссеин Багхери са Калифорнијског института за технологију и Антонио Генова са Универзитета Сапиенза у Риму.
Ово истраживање финансирали су НАСА, Швајцарска национална научна фондација и Италијанска свемирска агенција.
