Największe metanowe jezioro księżyca Saturna może być bardzo głębokie

W Układzie Słonecznym znajduje się wiele ciekawych obiektów. Jednym z nich jest Tytan, największy księżyc Saturna. Dlaczego zainteresowanie nim jest tak duże? Przede wszystkim dlatego, że jest on jedynym w księżycem w naszym układzie posiadającym gęstą atmosferę, w której zachodzą skomplikowane zjawiska pogodowe i jedynym ciałem poza Ziemią, na którym odkryto powierzchniowe zbiorniki cieczy – jeziora ciekłego metanu.

Metanowa otchłań na księżycu Saturna

Jak głębokie są wspomniane jeziora? Tej kwestii przyjrzano się, korzystając z sondy Cassini. Dane zebrane z jej pomocą pozwoliły naukowcom oszacować głębokość największego spośród jezior Tytana – Kraken Mare, którego powierzchnia sięga 500 tysięcy kilometrów kwadratowych.

Sonda Cassini orbitowała wokół Saturna od 2004 do 2017 roku. W tym czasie, używając jej pokładowego wysokościomierza, zbadano wiele mniejszych jezior Tytana. 21 sierpnia 2014 roku sonda zbliżyła się jednak na odległość 970 kilometrów od powierzchni księżyca i właśnie wtedy wysłała w kierunku jego powierzchni sygnały radiowe mające na celu zbadanie głębokości Kraken Mare.

Sonda Cassini. Wizja artysty. | Źródło: NASA

Radarowe pomiary

Naukowcy z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA oraz Uniwersytetu Cornella opracowali sprytną metodę, która miała pozwolić na określenie głębokości jezior Tytana. Ta polega na pomiarze różnic w czasie, jakiego sygnały radiowe potrzebują na powrót do radaru po odbiciu się od powierzchni zbiornika cieczy i od jego dna. Dzięki niej udało się oszacować głębokość Kraken Mare, choć badacze musieli dokonać pewnych założeń na temat gęstości cieczy występujących na Tytanie oraz szybkości przemieszczania się przez nie fal radiowych.

Wykorzystując omawianą technikę, uczeni zmierzyli głębokość Moray Sinus, północnej części Kraken Mare. Ta wynosiła 85 metrów. Pomiar pozwolił ocenić też skład jeziora. Jak się okazało, zawiera ono 70% metanu, 16% azotu i 14% etanu. Tymczasem, spodziewano się wykrycia większej ilości metanu, biorąc pod uwagę rozmiar i położenia jeziora. Odkrycie sugeruje, że rozkład chemikaliów w różnych zbiornikach księżyca jest równomierny.

Jezioro metanowe na powierzchni Tytana. Wizja Artysty. | Źródło: NASA/John Glenn Research Center

Pomiary dokonane nad centralną częścią Kraken Mare nie były tak jednoznaczne. Jak informują uczeni, sonda NASA nie zarejestrowała sygnału odbitego od dna jeziora, co sugeruje, że w tym obszarze jest ono zbyt głębokie lub w zbyt wielkim stopniu absorbuje promieniowanie, aby sygnał pochodzący z sondy Cassini mógł do dna dotrzeć. Oszacowano jedynie, że jeśli ciecz tej części zbiornika ma podobny skład jak skład Moray Sinus, jej głębokość wynosi przynajmniej 100 metrów, a być może nawet 300 metrów.

Badawcze plany na przyszłość

Naukowcy mają nadzieję na to, że pewnego dnia na Tytana zostanie wysłana autonomiczna łódź „podwodna”, która zbada Kraken Mare lub inny zbiornik cieczy. Kto wiem, może kiedyś rzeczywiście do tego dojdzie.

„Dzięki naszym pomiarom naukowcy mogą teraz z większą precyzją oszacować gęstość cieczy, a co za tym idzie – lepiej skalibrować sonar na pokładzie [przyszłego ‘podwodnego’ robota] i dokładniej zbadać kierunkowe pływy jeziora [Tytana].”, wyjaśnił Valerio Pohhiali z Uniwersytetu Cornella.

Źródło: Phys.org, fot. tyt. NASA