science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Inslagkraters onthullen details van Titans dynamische oppervlakteverwering

Deze composietafbeelding toont een infraroodbeeld van Saturnusmaan Titan van NASA's Cassini-ruimtevaartuig, vastgelegd in 2015. Verschillende plaatsen op de foto, zichtbaar door de wazige atmosfeer van de maan, tonen meer details omdat die gebieden het dichtst bij zijn verkregen. Afbeelding tegoed:NASA/JPL/Universiteit van Arizona/Universiteit van Idaho

Wetenschappers hebben gegevens van NASA's Cassini-missie gebruikt om te graven in de inslagkraters op het oppervlak van Titan, onthullende meer details dan ooit tevoren over hoe de kraters evolueren en hoe het weer veranderingen op het oppervlak van de mammoetmaan van Saturnus veroorzaakt.

zoals de aarde, Titan heeft een dikke atmosfeer die fungeert als een beschermend schild tegen meteoroïden; In de tussentijd, erosie en andere geologische processen wissen efficiënt kraters gemaakt door meteoroïden die het oppervlak bereiken. Het resultaat is veel minder inslagen en kraters dan op andere manen. Toch, omdat inslagen wakker maken wat eronder ligt en het blootleggen, De inslagkraters van Titan onthullen veel.

Het nieuwe onderzoek toonde aan dat ze in twee categorieën kunnen worden onderverdeeld:die in de duinen rond de evenaar van Titan en die in de uitgestrekte vlaktes op gemiddelde breedtegraden (tussen de equatoriale zone en de polen). Hun locatie en hun samenstelling zijn met elkaar verbonden:de kraters tussen de duinen op de evenaar bestaan ​​volledig uit organisch materiaal, terwijl kraters in de vlaktes van gemiddelde breedte een mix zijn van organische materialen, water ijs, en een kleine hoeveelheid methaanachtig ijs.

Vanaf daar, wetenschappers gingen nog een stap verder en ontdekten dat kraters eigenlijk anders evolueren, afhankelijk van waar ze op Titan liggen.

Sommige van de nieuwe resultaten versterken wat wetenschappers wisten over de kraters - dat het mengsel van organisch materiaal en waterijs wordt gecreëerd door de hitte van de impact, en die oppervlakken worden vervolgens gewassen door methaanregen. Maar terwijl onderzoekers ontdekten dat het reinigingsproces plaatsvindt in de vlaktes van de middelhoge breedtegraden, ze ontdekten dat het niet gebeurt in de equatoriale regio; in plaats daarvan, die impactgebieden worden snel bedekt door een dunne laag zandsediment.

Dat betekent dat de atmosfeer en het weer van Titan niet alleen het oppervlak van Titan vormgeven; ze sturen ook een fysiek proces aan dat beïnvloedt welke materialen aan het oppervlak worden blootgesteld, vonden de auteurs.

"Het meest opwindende deel van onze resultaten is dat we bewijs hebben gevonden van het dynamische oppervlak van Titan verborgen in de kraters, wat ons in staat heeft gesteld een van de meest complete verhalen over Titan's oppervlakte-evolutiescenario tot nu toe af te leiden, " zei Anezina Solomonidou, een research fellow bij ESA (European Space Agency) en de hoofdauteur van de nieuwe studie. "Onze analyse biedt meer bewijs dat Titan tot op de dag van vandaag een dynamische wereld blijft."

Geheimen onthullen

Het nieuwe werk, onlangs gepubliceerd in Astronomie en astrofysica , gebruikte gegevens van zichtbare en infrarode instrumenten aan boord van het Cassini-ruimtevaartuig, die tussen 2004 en 2017 opereerde en meer dan 120 flybys van de maan ter grootte van Mercurius uitvoerde.

"Locaties en breedtegraden lijken veel van Titans geheimen te onthullen, die ons laat zien dat het oppervlak actief verbonden is met atmosferische processen en mogelijk met interne processen, ' zei Solomonidou.

Wetenschappers willen graag meer weten over het potentieel van Titan voor astrobiologie, dat is de studie van de oorsprong en evolutie van het leven in het universum. Titan is een oceaanwereld, met een zee van water en ammoniak onder zijn korst. En terwijl wetenschappers wegen zoeken voor organisch materiaal om van het oppervlak naar de oceaan eronder te reizen, inslagkraters bieden een uniek venster op de ondergrond.

Uit het nieuwe onderzoek bleek ook dat één inslagplaats, genaamd Selk Crater, is volledig bedekt met organische stoffen en onaangetast door het regenproces dat het oppervlak van andere kraters reinigt. Selk is in feite een doelwit van NASA's Dragonfly-missie, gepland voor lancering in 2027; de rotorcraft-lander zal belangrijke astrobiologische vragen onderzoeken terwijl hij zoekt naar biologisch belangrijke chemie vergelijkbaar met de vroege aarde voordat het leven ontstond.

NASA kreeg zo'n 40 jaar geleden zijn eerste close-up ontmoeting met Titan, op 12 november 1980, toen het ruimtevaartuig Voyager 1 van het agentschap voorbij vloog op een afstand van slechts 2, 500 mijl (4, 000 kilometer). Voyager-beelden toonden een dikke, ondoorzichtige atmosfeer, en gegevens onthulden dat er vloeistof op het oppervlak aanwezig zou kunnen zijn (het was - in de vorm van vloeibaar methaan en ethaan), en gaf aan dat prebiotische chemische reacties mogelijk zijn op Titan.

Beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, Cassini was een orbiter die Saturnus meer dan 13 jaar observeerde voordat hij zijn brandstofvoorraad opgebruikte. De missie dompelde het in september 2017 in de atmosfeer van de planeet, gedeeltelijk om manen te beschermen die het potentieel hebben om omstandigheden te behouden die geschikt zijn voor leven.