TITAN (SATELIT): CARACTERISTICI, COMPOZIȚIE, ORBITĂ, MIȘCARE - ARTE - 2025

Titan este unul dintre sateliții planetei Saturn și cel mai mare dintre toate. Suprafața sa este înghețată, este mai mare decât Mercur și are cea mai densă atmosferă a tuturor sateliților din sistemul solar.

De pe Pământ, Titan este vizibil cu ajutorul binoclurilor sau telescoapelor. A fost Christian Huygens (1629-1695), un astronom olandez, care în 1655 a văzut satelitul cu un telescop pentru prima dată. Huygens nu l-a numit Titan, ci pur și simplu Luna Saturni, care este latină pentru „luna lui Saturn”.

Figura 1. Titan care orbitează pe Saturn. Imaginea sunt Cassini. Sursa: NASA.

Numele Titan, derivat din mitologia greacă, a fost propus de John Herschel (1792-1871), fiul lui William Herschel, la mijlocul secolului al XIX-lea. Titanii erau frații lui Cronos, tatăl vremii pentru greci, echivalent cu Saturnul romanilor.

Atât misiunile spațiale efectuate în ultima jumătate a secolului XX, cât și observațiile telescopului spațial Hubble au sporit mult cunoștințele despre acest satelit, care este în sine o lume fascinantă.

Pentru început, pe Titan există fenomene meteorologice similare cu cele de pe Pământ, cum ar fi vânturile, evaporarea și ploaia. Dar cu o diferență fundamentală: pe Titan, metanul joacă un rol important în ele, deoarece această substanță face parte din atmosferă și suprafață.

În plus, deoarece axa sa de rotație este înclinată, Titan se bucură de anotimpuri, deși durata este diferită de cele ale Pământului.

Din această cauză și, de asemenea, pentru că are atmosfera proprie și dimensiunile mari, Titan este uneori descris ca o planetă în miniatură, iar oamenii de știință s-au concentrat pe cunoașterea mai bună, pentru a ști dacă este port, sau este capabil să poarte viață.

Caracteristici generale

mărimea

Titan este cel de-al doilea satelit ca marime, al doilea doar de Ganymede, uriașa lună a lui Jupiter. În dimensiune, este mai mare decât Mercur, deoarece planeta mică are 4879,4 km în diametru, iar Titan are 5149,5 km în diametru.

Figura 2. Comparația dimensiunilor între Pământ, Lună și Titan, în stânga jos. Sursa: Wikimedia Commons. Apollo 17 Imagine a întregului pământ: NASA Imagine telescopică a lunii pline: Gregory H. Revera Imaginea Titanului: NASA / JPL / Institutul de Științe Spațiale / Domeniul public

Cu toate acestea, Titan are un procent mare de gheață în compoziția sa. Oamenii de știință știu acest lucru prin densitatea sa.

Densitate

Pentru a calcula densitatea unui corp, este necesar să cunoaștem atât masa cât și volumul său. Masa lui Titan poate fi determinată prin a treia lege a lui Kepler, precum și prin datele furnizate de misiunile spațiale.

Densitatea Titanului se dovedește a fi 1,9 g / cm ³ , cu mult sub cea a planetelor stâncoase. Acest lucru înseamnă doar că Titan are un procent mare de gheață - nu doar apă, gheața poate fi alte substanțe - în compoziția sa.

Atmosfera

Satelitul are o atmosferă densă, ceva rar în sistemul solar. Această atmosferă conține metan, dar componenta principală este azotul, la fel ca atmosfera Pământului.

Nu are apă în el și nici nu are dioxid de carbon, dar există și alte hidrocarburi, deoarece lumina soarelui reacționează cu metanul, dând naștere altor compuși precum acetilena și etanul.

Fără câmp magnetic

Cât despre magnetism, Titan îi lipsește propriul câmp magnetic. Deoarece se află la marginea centurilor de radiație ale lui Saturn, multe particule extrem de energice ajung încă la suprafața Titanului și descompun molecule acolo.

Un călător ipotetic care sosește pe Titan avea să găsească o temperatură de suprafață de ordinul -179,5 ºC și o presiune atmosferică care a fost poate incomodă: de o dată și jumătate valoarea presiunii pământului la nivelul mării.

Ploaie

Pe Titan plouă, deoarece metanul se condensează în atmosferă, deși de multe ori această ploaie nu poate ajunge la pământ, deoarece se evaporă parțial înainte de a ajunge la sol.

Rezumatul principalelor caracteristici fizice ale Titanului

Compoziţie

Cercetătorii planetari deduc din densitatea lui Titan, care este aproximativ de două ori mai mare decât cea a apei, că satelitul este jumătate de rocă și jumătate de gheață.

Stâncile conțin fier și silicati, în timp ce gheața nu este toată apa, deși sub stratul înghețat al crustei există un amestec de apă și amoniac. Pe Titan există oxigen, dar legat de apă în suprafață.

În interiorul Titanului, la fel ca pe Pământ și alte corpuri din sistemul solar, există elemente radioactive care produc căldură pe măsură ce se descompun în alte elemente.

Este important de menționat că temperatura de pe Titan este aproape de punctul triplu al metanului, ceea ce indică faptul că acest compus poate exista sub formă de solid, lichid sau gaz, jucând același rol ca apa pe Pământ.

Acest lucru a fost confirmat de sonda Cassini, care a reușit să coboare pe suprafața satelitului, unde a găsit mostre de evaporare a acestui compus. De asemenea, a detectat regiuni în care undele radio sunt slab reflectate, analog cu modul în care sunt reflectate în lacurile și oceanele de pe Pământ.

Aceste zone întunecate din imaginile radio sugerează prezența unor corpuri de metan lichid, între 3 și 70 km lățime, deși sunt necesare mai multe dovezi pentru a susține definitiv faptul.

Atmosfera de pe Titan

Astronomul olandez Gerard Kuiper (1905-1973) a confirmat în 1944 că Titan are atmosfera proprie, datorită căreia satelitul are culoarea portocalie-maronie caracteristică care poate fi văzută în imagini.

Mai târziu, datorită datelor transmise de misiunea Voyager la începutul anilor 1980, s-a constatat că această atmosferă este destul de densă, deși primește mai puține radiații solare din cauza distanței.

De asemenea, are un strat de smog, care întunecă suprafața și în care există particule de hidrocarburi în suspensie.

În atmosfera superioară a Titanului se dezvoltă vânturi de până la 400 km / h, deși apropierea de suprafață panorama este puțin mai senină.

Gazele atmosferice

În ceea ce privește compoziția sa, gazele atmosferice constau în 94% azot și 1,6% metan. Restul componentelor sunt hidrocarburi. Aceasta este cea mai caracteristică caracteristică, deoarece, în afară de atmosfera Pământului, niciun alt sistem din sistemul solar nu conține azot într-o asemenea cantitate.

Metanul este un gaz cu efect de seră a cărui prezență împiedică temperatura lui Titan să scadă în continuare. Cu toate acestea, stratul exterior, alcătuit din gaze dispersate pe scară largă, este reflectorizant și contracarează efectul de seră.

hidrocarburi

Dintre hidrocarburile observate pe Titan, acrilonitrilul este izbitor, în concentrație de până la 2,8 părți pe milion (ppm), detectat prin tehnici spectroscopice.

Este un compus utilizat pe scară largă la fabricarea materialelor plastice și, potrivit oamenilor de știință, este capabil să creeze structuri similare cu membranele celulare.

Deși acrilonitrilul a fost detectat inițial în straturile superioare ale atmosferei lui Titan, se crede că poate ajunge bine la suprafață, condensându-se în straturile atmosferice inferioare și apoi căzând în ploaie.

În afară de acrilonitril, pe Titan există tuline sau tholine, compuși curioși de natură organică care apar atunci când lumina ultravioletă fragmentează metanul și separă moleculele de azot.

Rezultatul este acești compuși mai complexi despre care se crede că au existat pe Pământul timpuriu. Au fost detectate pe lumi înghețate dincolo de centura asteroidului, iar cercetătorii sunt capabili să le producă în laborator.

Astfel de descoperiri sunt foarte interesante, deși condițiile satelitului nu sunt potrivite pentru viața terestră, în special din cauza temperaturilor extreme.

Cum să observi Titan

Titanul este vizibil de pe Pământ ca un mic punct de lumină în jurul uriașului Saturn, însă este necesar ajutorul unor instrumente precum binoclul sau telescoapele.

Chiar și așa, nu este posibil să observați o mulțime de detalii, deoarece Titan nu strălucește la fel de mult ca sateliții galileeni (marii sateliți ai lui Jupiter).

În plus, dimensiunea mare și luminozitatea lui Saturn pot ascunde uneori prezența satelitului, astfel încât este necesar să căutați momentele de cea mai mare distanță între cele două pentru a distinge satelitul.

Orbită

Titan are nevoie de aproape 16 zile pentru a se roti în jurul lui Saturn și o astfel de rotație este sincronă cu planeta, ceea ce înseamnă că arată întotdeauna aceeași față.

Acest fenomen este foarte frecvent în rândul sateliților din sistemul solar. Luna noastră, de exemplu, se află și în rotație sincronă cu Pământul.

Figura 3. Orbita lui Titan evidențiată în roșu, împreună cu cea a sateliților principali ai lui Saturn: Hyperion și Iapetus sunt cei mai exteriori față de Titan, în timp ce cei mai interiori sunt, în ordine: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus și Mimas . Sursa: Wikimedia Commons. ! Original: Pila de gunoiVector: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Acest lucru se datorează forțelor de maree, care nu numai că ridică masele lichide, ceea ce este cel mai apreciat pe Pământ. De asemenea, sunt capabili să ridice crusta și să deformeze planetele și sateliții.

Forțele de maree încetinesc treptat viteza satelitului până când viteza orbitală este egală cu viteza de rotație.

Mișcare rotativă

Rotirea sincronă a lui Titan înseamnă că perioada de rotație în jurul axei sale este aceeași cu perioada orbitală, adică aproximativ 16 zile.

Există stații pe Titan din cauza înclinării axei de rotație la 26 ° față de ecliptică. Dar spre deosebire de Pământ, fiecare ar dura aproximativ 7,4 ani.

În 2006, sonda Cassini a adus imagini care arată ploaie (din metan) pe polul nord al Titanului, eveniment care ar marca începutul verii în emisfera nordică a satelitului, unde se crede că există lacuri de metan.

Ploile ar face ca lacurile să crească, în timp ce cele din emisfera sudică s-ar usca cu siguranță în același timp.

Structura interna

Diagrama de mai jos prezintă structura internă stratificată a lui Titan, construită prin combinarea dovezilor colectate din observațiile Pământului, plus cea din misiunile Voyager și Cassini:

-Nucleul compus din apă și silicati, deși se gestionează și posibilitatea unui miez stâncos mai intern, bazat pe silicați.

-De multe straturi de gheață și apă lichidă cu amoniac

-Ultima crustă de gheață.

Figura 4. Structura internă a Titanului, după modelele teoretice. Sursa: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Diagrama arată, de asemenea, stratul atmosferic dens care acoperă suprafața, în care se evidențiază stratul de compuși organici de tipul tholin menționat mai sus, și în final un strat mai puternic și mai tenu de smog.

geologie

Sonda Cassini, care a aterizat pe Titan în 2005, a investigat satelitul folosind camere infraroșu și radar, capabile să pătrundă în atmosfera densă. Imaginile arată o geologie variată.

Deși Titan a fost format împreună cu restul membrilor sistemului solar în urmă cu puțin peste 4,5 miliarde de ani, suprafața sa este mult mai recentă, în jur de 100 de milioane de ani, conform estimărilor. Acest lucru este posibil datorită unei activități geologice deosebite.

Imaginile dezvăluie dealuri înghețate și suprafețe netede de culoare mai închisă.

Există puține cratere, deoarece activitatea geologică le șterge la scurt timp după formare. Unii oameni de știință au declarat că suprafața Titanului este similară cu deșertul Arizona, deși gheața ia locul rocii.

Au fost găsite creste ușor rotunjite de gheață pe locul de coborâre a sondei, ca și cum un fluid le-ar fi modelat cu mult timp în urmă.

Există, de asemenea, dealuri căptușite cu canale înclinate ușor spre câmpie și lacurile de metan descrise mai sus, precum și insule. Aceste lacuri sunt primele corpuri lichide stabile găsite într-un loc în afara Pământului însuși și sunt situate în apropiere de stâlpi.

Figura 5. Imagine a Titanului luat de sonda Huygens la 10 km altitudine. Sursa: ESA / NASA / JPL / Universitatea din Arizona / Domeniu public.

Relieful în general nu este foarte marcat pe Titan. Munții cei mai înalți ating o înălțime de aproximativ un kilometru sau doi, conform datelor altimetrice.

În plus față de aceste caracteristici, pe Titan există dune cauzate de maree, care la rândul lor generează vânturi puternice pe suprafața satelitului.

De fapt, toate aceste fenomene apar pe Pământ, dar într-un mod foarte diferit, deoarece pe Titan metanul a luat locul apei și este, de asemenea, mult mai departe de Soare.

Referințe

1. Eales, S. 2009. Planete și sisteme planetare. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomie: o perspectivă fizică. Presa universitară din Cambridge.
3. Institutul de Astrobiologie NASA. NASA descoperă că Luna Saturnului are substanțe chimice care ar putea forma „membrane”. Recuperat din: nai.nasa.gov.
4. Institutul de Astrobiologie NASA. Ce sunt în lume? Recuperat de la: planetary.org.
5. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Astronomy in the New Millennium. A treia editie. Thomson-Brooks / Cole.
6. Semințe, M. 2011. Sistemul solar. Ediția a șaptea. Cengage Learning.
7. Science Daily. Dovada schimbării anotimpurilor, ploaie pe luna lui Saturn în polul nord al Titanului. Recuperat de la: sciencedaily.com.
8. Wikipedia. Titan (luna). Recuperat de la: en.wikipedia.org.