TITAN (SATELIT): KARAKTERISTIKE, SASTAV, ORBITA, KRETANJE - ARTE - 2025

Titan je jedan od satelita planeta Saturn i najveći od svih. Njegova je površina ledena, veća je od Merkura i ima najgušću atmosferu od svih satelita u Sunčevom sustavu.

Sa Zemlje je Titan vidljiv uz pomoć dvoglera ili teleskopa. To je bio Christian Huygens (1629-1695), nizozemski astronom, koji je 1655. godine prvi put ugledao satelit teleskopom. Huygens ga nije zvao Titan, već jednostavno Luna Saturni, što je latinski za "mjesec Saturna".

Slika 1. Titan koji kruži oko Saturna. Slika su Cassinija. Izvor: NASA.

Naziv Titan, izveden iz grčke mitologije, sredinom 19. stoljeća predložio je John Herschel (1792-1871), sin Williama Herschela. Titani su bili braća Cronos, otac vremena Grka, ekvivalentan Saturnu Rimljana.

I svemirske misije provedene u posljednjoj polovici 20. stoljeća i promatranja Hubble svemirskog teleskopa uvelike su povećala znanje o ovom satelitu, koji je sam po sebi fascinantan svijet.

Za početak, na Titanu postoje meteorološke pojave slične onima na Zemlji, poput vjetra, isparavanja i kiše. Ali s temeljnom razlikom: na Titanu, metan igra važnu ulogu u njima, budući da je ta tvar dio atmosfere i površine.

Pored toga, jer se naginje njegova osovina rotacije, Titan uživa u godišnjim dobima, iako je trajanje različito od Zemljine.

Zbog toga i zato što ima vlastitu atmosferu i veliku veličinu, Titan se ponekad opisuje kao minijaturni planet, a znanstvenici su se usredotočili na bolje upoznavanje, na to je li luka ili je sposoban živjeti život.

Opće karakteristike

Veličina

Titan je drugi najveći satelit, drugi je samo Ganymede, ogromni mjesec Jupitera. Po veličini je veća od Merkura, budući da je mali planet promjera 4879,4 km, a Titan u promjeru 5149,5 km.

Slika 2. Usporedba veličina između Zemlje, Mjeseca i Titana, dolje lijevo. Izvor: Wikimedia Commons. Apollo 17 Slika cijele Zemlje: NASA-ino teleskopska slika punog Mjeseca: Gregory H. Revera Slika Titana: NASA / JPL / Institut za svemirske znanosti / Public domain

Međutim, Titan u svom sastavu ima veliki postotak leda. Znanstvenici to znaju kroz njegovu gustoću.

Gustoća

Da bi se izračunalo gustoća tijela, potrebno je znati i njegovu masu i zapreminu. Masa Titana može se odrediti kroz Keplerov treći zakon, kao i podatke dobivene u svemirskim misijama.

Ispostavilo se da je gustoća Titana 1,9 g / cm ³, što je znatno niže od kamenih planeta. To samo znači da Titan u svom sastavu ima veliki postotak leda - ne samo vode, led može biti i druge tvari.

Atmosfera

Satelit ima gustu atmosferu, nešto rijetko u Sunčevom sustavu. Ta atmosfera sadrži metan, ali glavna komponenta je dušik, baš kao i atmosfera Zemlje.

U njemu nema vode, niti ima ugljični dioksid, ali postoje i drugi ugljikovodici, jer sunčeva svjetlost reagira s metanom, stvarajući druge spojeve poput acetilena i etana.

Nema magnetskog polja

Što se tiče magnetizma, Titanu nedostaje vlastito magnetsko polje. Budući da se nalazi na rubu Saturnovih pojaseva zračenja, mnoge visokoenergetske čestice još uvijek dosežu površinu Titana i tamo razgrađuju molekule.

Hipotetički putnik koji stiže na Titan ustanovio bi površinsku temperaturu veličine -179,5 ºC i atmosferski tlak koji je možda neugodan: jedan i pol puta veći od vrijednosti tlaka Zemlje na razini mora.

Kiša

Na Titanu pada kiša, jer se metan kondenzira u atmosferi, iako ova kiša često ne može doći do tla, jer djelomično isparava i prije nego što dođe na tlo.

Sažetak glavnih fizičkih karakteristika Titana

Sastav

Planetarni znanstvenici zaključuju da je Titanova gustoća, otprilike dvostruko veća od vode, da je satelit napola stijena i pola leda.

U stijenama se nalazi željezo i silikati, dok led nije sva voda, iako se ispod smrznutog sloja kore nalazi mješavina vode i amonijaka. Na Titanu ima kisika, ali vezanog za vodu u podzemlju.

Unutar Titana, baš kao i na Zemlji i drugim tijelima Sunčevog sustava, postoje radioaktivni elementi koji proizvode toplinu dok oni propadaju u druge elemente.

Važno je napomenuti da je temperatura na Titanu blizu trostruke točke metana, što ukazuje da ovaj spoj može postojati u obliku krute tvari, tekućine ili plina, igrajući istu ulogu kao voda na Zemlji.

To je potvrdila sonda Cassini, koja se uspjela spustiti na površinu satelita, gdje je pronašla uzorke isparavanja ovog spoja. Otkrila je i regije u kojima se radio valovi slabo reflektiraju, analogno načinu na koji se odražavaju u jezerima i oceanima na Zemlji.

Ta tamna područja na radio snimcima sugeriraju prisustvo tijela tekućeg metana u širini između 3 i 70 km, iako je potrebno više dokaza da bi se činjenica potvrdila.

Atmosfera na Titanu

Nizozemski astronom Gerard Kuiper (1905-1973) potvrdio je 1944. godine da Titan ima svoju atmosferu, zahvaljujući kojoj satelit ima karakterističnu narančasto-smeđu boju koja se može vidjeti na slikama.

Kasnije, zahvaljujući podacima koje je poslala misija Voyager početkom 1980-ih, ustanovljeno je da je ta atmosfera prilično gusta, iako zbog udaljenosti prima manje sunčevog zračenja.

Također ima sloj smoga koji potamni površinu i u kojoj se nalaze suspenzije ugljikovodika.

U gornjoj atmosferi Titana razvijaju se vjetrovi brzine do 400 km / h, iako se približava površini panorama je malo smirenija.

Atmosferski plinovi

S obzirom na njegov sastav, atmosferski plinovi sastoje se od 94% dušika i 1,6% metana. Ostatak komponenata su ugljikovodici. To je najkarakterističnije svojstvo, jer osim Zemljine atmosfere, nijedan drugi u Sunčevom sustavu ne sadrži dušik u takvoj količini.

Metan je staklenički plin čija prisutnost sprečava da se Titanova temperatura dodatno smanji. No, najudaljeniji sloj, koji se sastoji od široko raspršenih plinova, reflektira i suprotstavlja efekt staklenika.

ugljikovodici

Među ugljikovodicima koji su promatrani na Titanu, akrilonitril je upečatljiv u koncentraciji do 2,8 dijelova na milijun (ppm), otkriven spektroskopskim tehnikama.

To je spoj koji se široko koristi u proizvodnji plastike i prema znanstvenicima može stvoriti strukture slične staničnim membranama.

Iako je akrilonitril u početku otkriven u gornjim slojevima Titanove atmosfere, vjeruje se da može dobro doći do površine, kondenzirajući se u donjim atmosferskim slojevima i potom pasti na kiši.

Osim akrilonitrila, na Titanu se nalaze tolini ili tolini, znatiželjni spojevi organske prirode koji se pojavljuju kada ultraljubičasto svjetlo fragmentira metan i odvaja molekule dušika.

Rezultat su ovi složeniji spojevi za koje se vjeruje da postoje na ranoj Zemlji. Otkriveni su na ledenim svjetovima izvan asteroidnog pojasa i istraživači su u mogućnosti proizvesti ih u laboratoriju.

Ovakvi nalazi su vrlo zanimljivi, iako uvjeti satelita nisu pogodni za zemaljski život, posebno zbog ekstremnih temperatura.

Kako promatrati Titan

Titan je sa Zemlje vidljiv kao mala svjetlosna tačka oko divovskog Saturna, ali potrebna je pomoć instrumenata kao što su dvogled ili teleskop.

Unatoč tome, nije moguće primijetiti puno detalja, jer Titan ne blista toliko kao Galilejski sateliti (veliki sateliti Jupitera).

Pored toga, velika veličina i svjetlina Saturna ponekad mogu sakriti prisutnost satelita, tako da je potrebno tražiti trenutke najveće udaljenosti između njih kako bi se razlikovao satelit.

Orbita

Titanu je potrebno gotovo 16 dana da se okreće oko Saturna i takva rotacija je sinkrona s planetom, što znači da uvijek pokazuje isto lice.

Ovaj je fenomen vrlo čest među satelitima Sunčevog sustava. Naš Mjesec je, na primjer, također u sinkronoj rotaciji sa Zemljom.

Slika 3. Titanova orbita istaknuta crvenom bojom, zajedno s Saturnovim glavnim satelitima: Hyperion i Iapetus su najudaljeniji Titanu, dok su unutarnji u redu: Rhea, Diona, Tethys, Enceladus i Mimas, Izvor: Wikimedia Commons. ! Izvornik: Pile od ruševinaVektor: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

To se događa zbog sila plima koji ne samo da podiže tekuće mase, što je učinak koji se najviše cijeni na Zemlji. Oni su također sposobni za podizanje kore i iskrivljavanje planeta i satelita.

Sile plima postupno usporavaju brzinu satelita sve dok orbitalna brzina ne bude jednaka brzini vrtnje.

Rotacijsko gibanje

Titanova sinkrona rotacija znači da je njegovo razdoblje rotacije oko svoje osi isto kao i orbitalno razdoblje, odnosno, otprilike 16 dana.

Na Titanu postoje stanice zbog nagiba osi rotacije na 26 ° od ekliptike. Ali za razliku od Zemlje, svaka bi trajala oko 7,4 godine.

2006. godine sonda Cassini iznijela je slike koje prikazuju kišu (iz metana) na sjevernom polu Titana, događaj koji će označiti početak ljeta na sjevernoj hemisferi satelita, gdje se vjeruje da postoje metanska jezera.

Kiše bi jezera narasle, dok bi se ona na južnoj hemisferi zasigurno osušila otprilike u isto vrijeme.

Unutarnja struktura

Dijagram ispod pokazuje Titanovu slojevitu unutrašnju strukturu izgrađenu objedinjavanjem dokaza prikupljenih zemaljskim opažanjima plus onih iz misija Voyager i Cassini:

-Nukleus sastavljen od vode i silikata, iako se također obrađuje mogućnost unutarnje stjenovite jezgre, utemeljene na silikatima.

-Razni slojevi leda i tekuće vode s amonijakom

-Najbolja kora leda.

Slika 4. Unutarnja struktura Titana, prema teorijskim modelima. Izvor: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Dijagram prikazuje i gusti atmosferski sloj koji prekriva površinu u kojem se ističe sloj organskih spojeva spomenutog tolinskog tipa, te na kraju još vanjski i tenuski sloj smoga.

geologija

Sonda Cassini, koja je sletila na Titan 2005. godine, istraživala je satelit pomoću infracrvenih kamera i radara, sposobnih za prodiranje u gustu atmosferu. Slike pokazuju raznoliku geologiju.

Iako je Titan nastao zajedno s ostalim članovima Sunčevog sustava prije nešto više od 4,5 milijardi godina, njegova je površina mnogo novija, prema procjenama oko 100 milijuna godina. To je moguće zahvaljujući velikoj geološkoj aktivnosti.

Slike otkrivaju ledena brda i glatke površine tamnije boje.

Malo je kratera, jer ih geološka aktivnost briše ubrzo nakon što se formiraju. Neki su znanstvenici izjavili da je površina Titana slična pustinji u Arizoni, iako led zauzima mjesto stijene.

Lagano zaobljeni grebeni leda pronađeni su na mjestu spuštanja sonde, kao da ih je davno oblikovala tekućina.

Postoje brda obložena kanalima koji se blago spuštaju prema ravnici i gore opisanim metanskim jezerima, kao i otocima. Ova jezera su prva stabilna tekuća tijela koja se nalaze na mjestu izvan same Zemlje i nalaze se u blizini stupova.

Slika 5. Slika Titana koju je snimila sonda Huygens na visini od 10 km. Izvor: ESA / NASA / JPL / University of Arizona / Public domain.

Reljef općenito nije baš obilježen na Titanu. Najviše planine dosežu oko jedan ili dva kilometra, pokazuju altimetrijski podaci.

Pored ovih značajki, na Titanu postoje dine koje uzrokuju plime, koje zauzvrat stvaraju jake vjetrove na površini satelita.

Zapravo se svi ti fenomeni događaju na Zemlji, ali na sasvim drugačiji način, jer je na Titanu metan zauzeo mjesto vode, a također je i mnogo dalje od Sunca.

Reference

1. Eales, S. 2009. Planeti i planetarni sustavi. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomija: fizička perspektiva. Cambridge University Press.
3. NASA Institut za astrobiologiju. NASA pronalazi da Saturn ima kemikaliju koja bi mogla formirati 'membrane'. Oporavak od: nai.nasa.gov.
4. NASA Institut za astrobiologiju. Što su u svijetu (i) tholini ?. Oporavilo sa: planetar.org.
5. Pasachoff, J. 2007. Kozmos: Astronomija u novom mileniju. Treće izdanje. Thomson-Brooks / Cole.
6. Sjemenke, M. 2011. Sunčev sustav. Sedmo izdanje. Cengage Learning.
7. Science Daily. Dokaz o promjeni godišnjih doba, kiši na Saturnovom mjesecu Titanov sjeverni pol. Oporavilo od: sciencedaily.com.
8. Wikipedia. Titan (mjesec). Oporavilo sa: en.wikipedia.org.