(Bild: © NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS)
Stellen Sie sich eine Welt vor, in der Regen fällt, sich in Seen und Teichen sammelt, in den umliegenden Felsen eindringt und verdunstet, um dann wieder zu fallen. Es gibt nur einen Haken: Die Welt ist der Saturnmond, Titan, wo der Regen kein Wasser ist; Es ist flüssiges Methan.
In zwei neuen Artikeln wird untersucht, wie sich dieser unheimlich vertraute, wasserlose "Wasserkreislauf" auf Titans Oberfläche manifestiert. Zu diesem Zweck wandten sich zwei separate Forschungsteams Daten aus dem Internet zu Cassini Mission, die seinen Aufenthalt im Saturn-System in beendete September 2017. Das Raumschiff flog mehr als 100 Mal am massiven Mond vorbei und sammelte dabei entscheidende Beobachtungen dieser seltsamen Welt.
Einige dieser Beobachtungen zeigten Wissenschaftlern etwas wirklich Außergewöhnliches: ihren ersten Blick auf Flüssigkeit, die sich derzeit in der Landschaft befindet, und nicht nur Geister solcher flüssigen Merkmale. "Titan ist die einzige Welt außerhalb der Erde, in der wir Flüssigkeitskörper an der Oberfläche sehen", sagte Rosaly Lopes, Planetenforscherin am Jet Propulsion Laboratory der NASA, die an der Cassini-Mission arbeitete, aber an keinem der neuen Papiere beteiligt war. "Einige von uns nennen Titan gerne die Erde des äußeren Sonnensystems."
"Titan ist der interessanteste Mond im Sonnensystem. Ich denke, das bringt mir einige Feinde, aber ich denke, es ist tatsächlich wahr", sagte Shannon MacKenzie, Hauptautorin einer der neuen Studien und Planetenforscherin am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University , sagte Space.com. Das heißt aber nicht, dass der Mond einfach ist. "Titan wirft uns viele Curveballs", sagte sie.
MacKenzies Studie analysiert einen möglichen Curveball: drei kleine Merkmale, die zu sein schienen flüssigkeitsgefüllte Seen als Cassini sie zum ersten Mal entdeckte, aber anscheinend ausgetrocknet war, als das Raumschiff in die Gegend zurückkehrte. Die Beobachtungen legen nahe, dass die Flüssigkeit entweder verdampfte oder in die umgebende Planetenoberfläche sickerte.
Diese "Phantomseen" können ein Beweis dafür sein saisonale Veränderungen Auf dem Mond glauben MacKenzie und ihre Mitautoren. (Sieben Erdjahre vergingen zwischen den beiden Beobachtungen des Raumfahrzeugs in dem Gebiet, in dem die nördliche Mondhalbkugel vom Winter zum Frühling überging.)
Die Situation mag jedoch nicht ganz so einfach sein, da die beiden Beobachtungen mit unterschiedlichen Instrumenten durchgeführt wurden. Cassini wurde entwickelt, um Daten entweder mit seinem Radargerät oder mit seinen visuellen und Infrarotlichtkameras zu erfassen, jedoch nicht mit beiden gleichzeitig. Und während des ersten Durchgangs des Raumfahrzeugs war die Region zu dunkel, um die Kameras zu benutzen.
Daher mussten MacKenzie und ihre Kollegen den Instrumentenwechsel als potenzielle Variable berücksichtigen. Aber sie ist immer noch zuversichtlich, dass in den beiden Durchgängen etwas anders ist und dass das ziemlich plausibel ist Flüssigkeit war da, dann verschwunden. Selbst wenn die unterschiedlichen Signale über die beiden Vorbeiflüge durch ein anderes Phänomen verursacht wurden, sagte MacKenzie, sie sei immer noch fasziniert von dem, was uns über den seltsamen Mond erzählen könnte, der zu den plausiblen Kandidaten der Wissenschaftler gehört, wo Leben jenseits der Erde lauern könnte.
"Wenn wir stattdessen einige neu identifizierte Materialien auf der Oberfläche betrachten, ist das auch interessant, da die Sedimente auf Titan für die präbiotische Chemie wirklich wichtig sind", sagte MacKenzie.
Obwohl sich MacKenzie auf nur drei kleine Seen konzentrierte, die verschwunden zu sein scheinen, blieben während Cassinis Beobachtungen der Region viele Seen sichtbar. In dem heute veröffentlichten zweiten Artikel verwendeten Wissenschaftler Radardaten, um eine Handvoll viel größerer Seen zu untersuchen.
Während Cassinis allerletztem Pass über Titan im April 2017 wurde das Raumschiff so programmiert, dass es eine ganz bestimmte Art von Daten, die Altimetrie, über der Seeregion sammelt, um die Höhe verschiedener Substanzen zu messen. Marco Mastrogiuseppe, ein Planetenforscher bei Caltech, hatte bereits ähnliche Daten verwendet, um das zu messen Tiefen einiger Meere des Titanen, viel größere Flüssigkeitskörper, und das Cassini-Team hoffte, dass er das Gleiche mit Seen tun würde.
Mastrogiuseppe und seine Kollegen haben dies in ihrer neuen Arbeit getan, indem sie den Grund von Seen identifiziert haben, die mehr als 100 Meter tief sind, und festgestellt haben, dass ihr Inhalt von Flüssigkeit dominiert wird Methan. "Wir haben festgestellt, dass die Zusammensetzung der Seen im Wesentlichen der der Stute und des Meeres sehr, sehr ähnlich ist", sagte er. "Wir glauben, dass diese Körper durch lokale Regenfälle gespeist werden und diese Becken dann Flüssigkeit ablassen."
Dies deutet darauf hin, dass der Mond unter der Oberfläche des Titanen möglicherweise ein weiteres Merkmal beherbergt, das an die Erde erinnert: Höhlen. Auf der Erde werden viele Höhlen durch Wasser gebildet, das sich umliegende Gesteinsarten wie Kalkstein auflöst und eine Art Landschaft hinterlässt, die man nennt Karst, gekennzeichnet durch Quellen, Grundwasserleiter, Höhlen und Dolinen.
Forscher, die die Seenregion des Titanen untersuchen, glauben, ähnliche Karstmerkmale zu sehen. Sie haben auch keine Kanäle entdeckt, die all diese verbinden verschiedene flüssige EigenschaftenAus diesem Grund vermuten Mastrogiuseppe und andere, dass ein Teil der Flüssigkeit in das umliegende Gelände eindringt, ähnlich wie bei Karstsystemen hier auf der Erde.
"Titan ist wirklich diese Welt, die geologisch der Erde ähnlich ist, und das Studium der Wechselwirkungen zwischen den Flüssigkeitskörpern und der Geologie ist etwas, was wir vorher nicht wirklich konnten", sagte Lopes. Die neuen Studien beginnen dies zu erreichen, indem sie sehen, wie sich diese Interaktionen live auf einem anderen Planetenkörper abspielen.
Natürlich ist es viel schwieriger, diese Interaktionen in einer Welt zu untersuchen, die nie im Mittelpunkt einer Mission stand. "Wir haben über mögliche Missionen mit Roboterforschern gesprochen, in die man hineinkriechen könnte Lavaröhren und Höhlen auf dem Mond und dem Mars ", sagte Lopes." Könnten wir in Zukunft eine davon schicken, um in dieses Gelände und in Höhlen zu kriechen und herauszufinden, was sich darunter befindet? "
Eine solche Mission wird wahrscheinlich nicht in Kürze stattfinden, aber die NASA erwägt ernsthaft ein Projekt namens Libelle das würde eine Drohne auf dem seltsamen Mond landen. Wenn ausgewählt, würde die Mission 2025 starten und neun Jahre später Titan erreichen. Und wenn sich die NASA nicht für Dragonfly entscheidet, stehen die Chancen gut, dass ein weiteres Missionskonzept auf den Markt kommt. "Titan ist einfach zu cool, um nicht zurück zu gehen", sagte MacKenzie.
Beide MacKenzieund MastrogiuseppeDie Artikel wurden heute (15. April) in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
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