Za kategoriju entuzijastičnih znanstvenika koji su zainteresirani za postojanje izvanzemaljskih svjetova pogodnih za istraživanje, poznata fraza: "Ima li života na Marsu, postoji li život na Marsu" danas je prestala biti relevantna. Pokazalo se da unutar Sunčevog sustava postoje svjetovi koji su u ovom pogledu mnogo zanimljiviji od Crvenog planeta. Živi primjer je Saturnov najveći satelit, Titan. Pokazalo se da je ovo nebesko tijelo vrlo slično našem planetu. Informacije koje danas znanstvenici dopuštaju postojanje znanstvene verzije da je život na satanskom satelitu na Titanu prilično činjenica.
Što je tako zanimljivo za Zemljane Titana?
Nakon što je čovjek desetljećima bezuspješno pokušavao pronaći svijet unutar našeg Sunčevog sustava koji je barem sličio našoj Zemlji izdaleka, informacije o Titanu unosile su nadu u znanstvenu zajednicu. Znanstvenici su se zainteresirali za ovo nebesko tijelo, počevši od 2005. godine, kada je automatska sonda Huygens sletjela na površinu jednog od najvećih satelita Sunčevog sustava. Sljedećih 72 minute, foto i video kamera na letjelici je na Zemlju prenijela fotografiju površine ovog objekta i druge video materijale o ovom udaljenom svijetu. Čak i za tako ograničeno vrijeme dodijeljeno za instrumentalno istraživanje udaljenog satelita, znanstvenici su mogli dobiti iscrpnu količinu informacija.
Slijetanje na površinu Titana provedeno je u okviru međunarodnog programa "Cassini-Huygens", namijenjenog proučavanju Saturna i njegovih satelita. Automatska međuplanetarna postaja Cassini, osnovana 1997. godine, opći je razvoj ESA-e i NASA-e za detaljno proučavanje Saturna i okolnog područja ovog planeta. Nakon 7 godina letenja preko prostranstava Sunčevog sustava, postaja je isporučila prostornu sondu Huygensa Titanu. Ovaj jedinstveni uređaj plod je zajedničkog rada stručnjaka iz NASA-e i talijanske svemirske agencije, čiji se tim nadao ovom letu.
Rezultati koje su znanstvenici dobili od radne stanice "Cassini" i odbora sonda "Huygens" pokazali su se neprocjenjivim. Unatoč činjenici da se udaljeni satelit pojavio pred očima Zemljana kao ogromno tiho kraljevstvo leda, naknadno detaljno proučavanje površine objekta promijenilo je percepciju Titana. Na fotografijama dobivenim pomoću Huygensove sonde bilo je moguće na najmanji detalj rastaviti Saturnovu satelit, koji se uglavnom sastojao od čvrstog vodenog leda i sedimentnih slojeva organske prirode. Pokazalo se da gusta i neprobojna atmosfera udaljenog satelita ima gotovo isti sastav kao i zemaljski omotač zraka i plina.
U budućnosti, Titanovi znanstvenici bacali su još jedan ozbiljan bonus. Prvi put u povijesti istraživanja i proučavanja izvanzemaljskog prostora izvan Zemlje, pronađena je tekuća tvar iste prirode koja je bila na planeti Zemlji u prvim godinama svoga postojanja. Reljef nebeskog tijela nadopunjuje golemi ocean, brojna jezera i mora. Sve to daje razlog za vjerovanje da se radi o nebeskom tijelu, koje bi moglo biti još jedna oaza života u našem Sunčevom sustavu. Istraživanja sastava atmosfere i tekućeg medija saturnskog saturna otkrila su prisutnost esencijalnih tvari za život organizama. Pretpostavlja se da se pod određenim uvjetima u procesu proučavanja ovog nebeskog tijela na Titanu mogu otkriti živi organizmi.
U tom smislu, naknadno istraživanje najvećeg saturnskog satelita postaje relevantno. Postoji velika vjerojatnost da je, uz Mars, upravo Titan mogao postati drugi kozmički dom ljudske civilizacije.
Akademski pogled na Titan
Veličina Titana dopušta da bude s planetima Sunčevog sustava. Ovo nebesko tijelo ima promjer od 5152 km, što je veće od promjera Merkura (4879 km) i nešto manje od Marsa (6779 km). Masa Titana je 1.3452 · 1023 kg, što je 45 puta manje od mase našeg planeta. Na masi satelita Saturn je drugi u Sunčevom sustavu, iza satelita Jupitera - Ganimeda.
Unatoč impresivnoj veličini i težini, Titan ima nisku gustoću, samo 1.8798 g / cm3. Za usporedbu, gustoća matičnog planeta Saturn je samo 687 k / m3. Znanstvenici su identificirali slabo gravitacijsko polje sa satelita. Sila privlačenja na površini Titana je 7 puta slabija od zemaljskih parametara, a ubrzanje gravitacije je isto kao i na Mjesecu - 1,88 m / s2 u odnosu na 1,62 m / s2.
Karakteristična značajka je položaj Titana u prostoru. Najveći satelit Saturn rotira oko svoje matične planete u eliptičnoj orbiti brzinom od 5,5 km / s, što je izvan područja Saturnovih prstenova. Prosječna udaljenost od Titana do površine Saturna iznosi 1 222 milijuna km. Ovaj cijeli sustav nalazi se na udaljenosti od 1 milijarde 427 milijuna km od Sunca, što je 9,5 puta dulje od udaljenosti između naše središnje svjetiljke i Zemlje.
Kao i naš satelit, "Mjesec Saturna" uvijek je okrenut prema jednoj strani. To je uzrokovano sinkronizmom rotacije satelita oko vlastite osi s razdobljem Titanova oko matične planete. Potpuna revolucija oko Saturna, njegov najveći satelit čini 15 dana na Zemlji. Zbog činjenice da Saturn i njegovi sateliti imaju prilično visok kut nagiba osi rotacije prema osi ekliptike, na površini Titana postoje godišnja doba. Svakih 7.5 zemaljskih godina na saturnu Saturnu, ljeto ustupa mjesto hladnom zimskom razdoblju. Prema astronomskim promatranjima danas na strani Titana, koji se suočava sa Saturnom, je jesen. Ubrzo će satelit nestati iz sunčevih zraka iza matične planete, a titansku jesen zamijenit će duga i žestoka zima.
Temperature na satelitskoj površini variraju unutar minus 140-180 stupnjeva Celzija. Podaci dobiveni iz ploče svemirske sonde Huygensa otkrili su znatiželju. Razlika između polarne i ekvatorijalne temperature je samo 3 stupnja. To se objašnjava prisutnošću guste atmosfere koja sprječava djelovanje sunčeve svjetlosti na površinu Titana. Unatoč visokoj gustoći atmosfere, zbog niskih temperatura, na Titanu nema tekućih oborina. Zimi površina satelita pokriva snijeg od etana, čestica vodene pare i amonijaka. Ovo je samo mali dio onoga što znamo o Titanu. Zanimljive činjenice o najvećem saturnskom satelitu odnose se na doslovno svako polje, od astronomije, klimatologije i glaciologije, do mikrobiologije.
Titan u svoj svojoj slavi
Sve do nedavno, većina informacija o Saturnu na satelitu temeljila se na vizualnim opažanjima dobivenim iz prostorne sonde Voyager, koja je prošla 1980. na udaljenosti od 7000 km. Hubbleov teleskop blago je podigao veo tajnovitosti oko tog svemirskog objekta. Da bi se dobila predodžba o površini satelita nije dopuštena njegova gusta atmosfera, koja je po gustoći i debljini inferiorna samo za Venezu i zemaljski omotač zraka i plina.
Misija automatske postaje Cassini 2004. godine pomogla je ukloniti maglu koja je vladala nad ovim nebeskim tijelom. Već četiri godine, uređaj je bio u orbiti Saturna, provodeći dosljedno fotografiranje njegovih satelita i Titana. Istraživanje iz Cassini sonde provedeno je uz pomoć kamere s infracrvenim filtrom i posebnim radarima. Fotografije su snimljene iz različitih kutova na udaljenosti od 900-2000 km od površine satelita.
Vrhunac proučavanja Titana bilo je slijetanje na površinu sonde Huygens, nazvano po pronalazaču saturnskog satelita. Uređaj, koji je ušao u guste slojeve atmosfere Titana, spustio se padobranom za 2,5 sata. Za to vrijeme oprema sonde proučavala je sastav atmosfere satelita, fotografirala njegovu površinu s visine od 150, 70, 30, 15 i 10 kilometara. Nakon dugog spusta, svemirska sonda je sletjela na površinu Titana, zakopana 0,2-0,5 metara u prljavom ledu. Nakon slijetanja, Huygensi su radili nešto više od sat vremena, prenoseći masu korisnih informacija izravno na Zemlju preko Cassini AMS-a izravno s površine satelita. Zahvaljujući fotografijama snimljenim s ploče Cassini AMS-a i sonde Huygens, tim istraživača izradio je kartu Titana. Osim toga, znanstvenici sada posjeduju detaljne informacije o njegovoj atmosferi, podatke o površinskoj klimi i značajke terena.
Satelitska atmosfera
U situaciji s Titanom, po prvi put u procesu proučavanja i proučavanja nebeskih tijela Sunčevog sustava, znanstvenik je imao priliku detaljno proučiti atmosferu. Saturn Saturn, kako se i očekivalo, ima gustu i dobro razvijenu atmosferu, koja ne samo da u mnogočemu nalikuje plinskoj ljusci Zemlje, nego je i nadilazi u masi.
Debljina atmosferskog sloja Titana iznosila je 400 km. Svaki sloj atmosfere ima svoj sastav i koncentraciju. Sastav plina je kako slijedi:
- 98,6% ostavlja dušik N;
- 1,6% u atmosferi je metan;
- mala količina etana, acetilenskih spojeva, propan, ugljični dioksid i ugljični monoksid, helij i cijan.
Koncentracija metana u atmosferi satelita, počevši s visine od 30 km, mijenja se prema dolje. Kako se satelit približava površini, količina metana opada na 95%, dok se koncentracija etana povećava na 4–4,5%.
Karakteristično svojstvo sloja zraka i plina satelita Titan je njegov učinak protiv staklenika. Prisutnost organskih molekula ugljikovodika u donjoj atmosferi neutralizira efekt staklenika koji nastaje zbog velike koncentracije metana. Kao rezultat toga, površina nebeskog tijela se jednoliko hladi zbog prisutnosti ugljikovodika. Ti isti procesi i gravitacijsko polje Saturna uzrokuju cirkulaciju atmosfere Titana. Ova slika pridonosi stvaranju aktivnih klimatskih procesa u atmosferi saturnskog satelita.
Treba napomenuti da atmosfera satelita stalno gubi na težini. To je zbog odsutnosti snažnog magnetskog polja u nebeskom tijelu, koje nije u stanju zadržati omotač zraka i plina, koji je pod stalnim utjecajem sunčevog vjetra i gravitacijskih sila Saturna. Do danas je atmosferski tlak na satelitskom prstenu 1,5 atm. To neizbježno utječe na vremenske uvjete koji se mijenjaju s koncentracijom plinova u atmosferi Titana.
Glavni rad na stvaranju vremena na Titanu obavljaju gusti oblaci koji se, za razliku od kopnenih zračnih masa, sastoje od organskih spojeva. Ove atmosferske formacije izvor su oborina na najvećem saturnskom satelitu. Zbog niskih temperatura atmosfera nebeskog tijela je suha. Najveća koncentracija naoblake nalazi se u polarnim regijama. Zbog niskih temperatura vlažnost u atmosferi je izuzetno niska, tako da su oborine na Titanu kristali metana i mraz, koji se sastoje od dušika, etana i spojeva amonijaka.
Površina Titana i njegova struktura
Saturnov satelit nema samo zanimljivu atmosferu. Njegova površina je iznimno zanimljiv objekt s gledišta geologije. Pod debelim metanskim pokrivačem, foto leće i kamere svemirske sonde Huygensa pronašli su čitave kontinente odvojene brojnim jezerima i morima. Kao i na Zemlji, na kontinentima ima dosta stjenovitih i planinskih formacija, postoje duboke pukotine i depresije. Zamjenjuju ih prostrane ravnice i doline. U ekvatorijalnom dijelu nebeskog tijela čestice hidrokarbonata i vodenog leda tvore ogromno područje dina. Pretpostavlja se da je prostorna sonda Huygensa izvršila slijetanje u jednu od tih dina.
Puna sličnost s živim planetom dodaje prisutnost tekuće strukture. Na Titanu su otkrivene rijeke s izvorima, vijugavim kanalima i deltama - mjestima gdje rijeke ulaze u morske bazene. Prema podacima iz fotografija, neke rijeke Titana imaju kanal duži od 1000 km. Gotovo sva tekuća masa Titana koncentrirana je u morskim bazenima i jezerima, koja zauzimaju impresivno područje - do 30-40% svih površina ovog nebeskog tijela.
Dokaz postojanja velikih nakupina tekućeg medija na površini satelita bio je ogromna svijetla točka, koja je dugo vremena zbunjivala astronome. Nakon toga, dokazano je da je svijetlo područje na Titanu ogroman bazen tekućih ugljikovodika, nazvan Krakensko more. Po području ova zamišljena akumulacija veća je od najvećeg jezera na Zemlji - Kaspijskog mora. Drugi jednako zanimljiv objekt je i Liegejsko more - najveći prirodni spremnik za tekući metan i etan.
Precizni podaci o sastavu tekućeg medija mora i jezera Titana dobiveni su radom AMC "Casssini". Koristeći podatke iz fotografija i računalnih simulacija, sastav tekućine na Titanu određen je u zemaljskim uvjetima:
- etan je 76-80%;
- propan u morima i jezerima Titana 6-7%;
- metan čini 5-10%.
Osim osnovnih elemenata predstavljenih kao smrznuti plinovi, u tekućini su prisutni vodikov cijanid, butan, buten i acetilen. Glavna akumulacija vode na Titanu ima nešto drugačiju prirodu od Zemljinog oblika. Na površini satelita nađene su ogromne količine naslaga pregrijanog leda koje se sastoje od vode i amonijaka. Pretpostavlja se da ispod površine mogu biti golemi prirodni rezervoari ispunjeni tekućom vodom s otopljenim amonijakom. U tom je pogledu zanimljiva i unutarnja struktura satelita.
Danas postoje različite verzije unutarnje strukture Titana. Kao što je slučaj sa svim zemaljskim planetima, ona ima čvrstu jezgru, ne željezni nikal, kao na prve četiri planete Sunčevog sustava, već kamenu. Promjer mu je oko 3400-3500 km. Slijedi zabavni dio. Za razliku od Zemlje, gdje plašt počinje nakon jezgre, na Titanu je ovaj prostor ispunjen gustim prešanim slojevima vodenog leda i metan hidrata. Vjerojatno postoji sloj tekućine između pojedinih slojeva. Međutim, unatoč hladnoći i kamenoj prirodi, satelit je u aktivnoj fazi i na njemu se promatraju tektonski procesi. To je olakšano plimnim silama koje su uzrokovane Saturnovom gigantskom gravitacijom.
Moguća budućnost Titana
Sudeći prema podacima istraživanja provedenih u posljednjem desetljeću, čovječanstvo se bavi jedinstvenim objektom Sunčevog sustava. Pokazalo se da je Titan jedino nebesko tijelo, osim Zemlje, koje karakteriziraju sve tri vrste aktivnosti. Na saturnu saturnu postoje tragovi neprestane geološke aktivnosti, što potvrđuje njegovu živu tektonsku aktivnost.
Priroda površine Titana također je od velikog interesa. Njegova struktura, sastav i reljef govore u prilog činjenici da je površina saturnskog satelita u stalnom pokretu. Ovdje, kao i na Zemlji, pod utjecajem vjetrova i oborina, dolazi do erozije tla, dolazi do preplitanja stijena i taloženja.
Sastav atmosfere satelita i cirkulacijski procesi koji se u njemu odvijaju oblikovali su klimu na Titanu. Svi ovi znakovi govore u prilog činjenici da život na Titanu može postojati pod određenim uvjetima. Naravno, to će biti drugačiji oblik života od zemaljskih organizama, ali će njegovo samo postojanje postati kolosalno otkriće za čovječanstvo.
