De winderige duinen van Titan kunnen miljoenen kilometers meer uitstrekken dan eerder werd gedacht en werden waarschijnlijk gevormd door geologische processen die vergelijkbaar zijn met die op aarde. volgens een nieuwe studie. De nieuwe bevindingen kunnen wetenschappers helpen bij het zoeken naar leven of zijn moleculaire voorlopers op de grootste maan van Saturnus.

De studie, gepubliceerd in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek —Planeten, een publicatie van de American Geophysical Union, gebruikt nieuwe kaarten van Titan om twee vragen over de grootste maan van Saturnus te onderzoeken:hoe worden de duinen van Titan gevormd, en waar zijn ze van gemaakt?

De atmosfeer van Titan is ongelooflijk dicht, met dikke lagen organische verbindingen die er doorheen drijven. Kijk door die atmosfeer, echter, en je zult een ijskoud landschap zien dat lijkt op de dorre woestijnen van de aarde.

Het oppervlak van Titan bevat valleien, ravijnen, meren, bergen en duinen. Veel van deze aardachtige oppervlaktekenmerken bestaan ​​gedeeltelijk vanwege het weersysteem van Titan, waar vloeibare koolwaterstoffen, zoals methaan, regen uit de lucht.

Het geologische proces achter deze duinen kan vergelijkbaar zijn met die van de ravijnen en rivierkanalen van de aarde, volgens het nieuwe onderzoek. Net zoals regens langzaam ravijnen en kanalen op aarde doorsnijden, De koolwaterstofregens van Titan zetten een proces op gang dat begint op de top van de equatoriale bergketens van de maan en eindigt in de uitgestrekte duinvlaktes en stofstormen.

Bij het analyseren van de meest gedetailleerde beelden van de evenaar van Titan tot nu toe, de auteurs van het onderzoek suggereren ook dat de duinen veel meer oppervlakte beslaan dan eerder werd gedacht. De duinen strekken zich drie miljoen vierkante kilometer (meer dan een miljoen vierkante mijl) verder uit dan eerdere schattingen, het equivalent van tien Namib woestijnen, volgens het nieuwe onderzoek.

Omdat Titan een stikstofrijke atmosfeer heeft, actief weersysteem en organische verbindingen op zijn gezicht, het oppervlak kan gastvrij zijn voor het leven of de prebiotische bestanddelen ervan. Als we de geologische processen begrijpen die daar plaatsvinden, kunnen wetenschappers ontdekken waar het leven zou kunnen zijn, zei Jeremy Brossier van het Institute of Planetary Research in Berlijn, Duitsland, en hoofdauteur van de nieuwe studie.

Brossier zei dat de nieuwe studie enkele vroege hypothesen over het oppervlak van Titan ondersteunt en "zeer sterk bewijs" levert dat waterijs zowel op het gezicht van Titan wordt blootgesteld als aanwezig is tijdens het duinvormingsproces.

vroege glimpen

Wetenschappers keken in 1994 voor het eerst van dichtbij naar het oppervlak van Titan met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop. Onderzoekers geloofden toen dat de grote, donkere gebieden rond de evenaar van Titan waren vloeibare koolwaterstofmeren.

Jaren later, wetenschappers weten nu dat die grote donkere gebieden die voor het eerst werden bespied door Hubble geen meren waren, maar in feite uitgestrekte vlaktes met strepen door duinen. Die waarneming kwam met dank aan het ruimtevaartuig Cassini, die in 1997 werd gelanceerd, verbrand in de bovenste atmosfeer van Saturnus in 2017, en droeg instrumenten die werden gebruikt om nauwkeurig naar het oppervlak van de ijzige maan te kijken.

Een van die apparaten was Cassini's radarinstrument, SAR, die onderzoekers de vorm van het oppervlak van Titan liet zien door radiogolven van het gezicht van de maan te laten weerkaatsen. SAR inschakelen, en bergen, valleien, en zelfs canyons komen in zicht.

Het in kaart brengen van de vorm van het oppervlak van Titan is een cruciale eerste stap in het begrijpen van de geologische processen die zich ontvouwen in het ijskoude landschap. Maar uitzoeken waar deze oppervlaktekenmerken eigenlijk van gemaakt zijn - of het nu ijs, rotsen, zand of ander materiaal - is heel anders.

Om dat te doen, wetenschappers moesten een ander instrument gebruiken:VIMS. VIMS is als een camera. Maar in tegenstelling tot de meeste camera's, VIMS legt beelden vast in 352 verschillende kleuren en registreert golflengten van licht tussen 300 en 5100 nanometer. Het menselijk oog, ter vergelijking, registreert alleen tussen de 380 en 620 nanometer.

Door deze golflengten te analyseren, kunnen onderzoekers afleiden waar het oppervlak van Titan waarschijnlijk van gemaakt is. Elke verbinding reflecteert licht anders, het creëren van een lichtsignatuur. Wetenschappers zoals Brossier gebruiken deze lichtsignaturen om te bepalen waaruit de bovenste laag van een oppervlakte-element - de enige laag die VIMS kan zien - is gemaakt.

In het labortorium, Brossier en zijn collega's hebben verschillende mengsels van stoffen gemodelleerd die zich waarschijnlijk op het oppervlak van Titan bevinden, en beoordeelden hun spectrale eigenschappen, of lichte handtekeningen. Ze gebruikten die informatie om een ​​model te bouwen dat hen later door de verschillende lichtsignaturen zou leiden die opdoken toen VIMS foto's maakte van de evenaar van Titan.

Hoe zijn de duinen van Titan ontstaan?

Met behulp van de nieuwe afbeeldingen van VIMS, de auteurs van het onderzoek stelden een duinvormend geologisch proces voor dat helemaal bovenaan de equatoriale bergketens van Titan begint. Daar, Titan's dichte atmosfeer legt continu laag na dunne laag organisch materiaal neer, als een poederige laag vers gevallen sneeuw.

Die dunne laag is rijk aan kleine, organische moleculen bekend als tholins, die als zeer reflecterend werd geregistreerd in Cassini's instrumenten. Brossier en zijn collega's gebruikten de lichtsignaturen van die tholins, samen met waterijs, om het geologische proces te ontrafelen dat de duinen van Titan produceert.

De nieuwe studie suggereert dat methaanregens de bergtoppen van Titan uithollen, het snijden van kanalen in het terrein. Die erosie spoelt tholins en ijsbrokken van de bergtoppen naar laaglandbekkens waar ze zich ophopen.

De winden van Titan blazen vervolgens de kleinere korrels van de mengsels weg van de bassins en in de richting van de equatoriale duinvlaktes. Deze kleine korrels hopen zich op en vormen de duinen van Titan.

Dit proces is vergelijkbaar met de vorming van duinen op aarde, Brossier zei, behalve dat de materialen die uiteindelijk de duinen van Titan vormen, afkomstig zijn uit de atmosfeer. dat dikke, dichte wolken van organische aerosolen voeden laag na laag organisch materiaal op de bergtoppen van Titan, welke methaanregens wegspoelen en richting de duinvlaktes.

De studie levert sterk bewijs van blootgesteld waterijs in sommige kleine gebieden en zijn geologische rol in de vorming van de duinen van Titan, volgens Brossier.

"Een van de meest besproken onderwerpen was de opstelling van waterijs op de evenaar van Titan, " zei Brossier, die eraan toevoegde dat sommige onderzoekers geloofden dat er helemaal geen waterijs op het oppervlak van Titan was blootgesteld. "We vonden niet alleen handtekeningen die compatibel zijn met waterijs in een paar gebieden in deze studie, we hebben ook laten zien dat we nu over de technieken beschikken die nodig zijn om het oppervlak van Titan te begrijpen."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.