Presto Chango: Misteri "Pulau Ajaib" Titan

Titan yang misterius, magis, dan misterius, bulan terbesar dari planet Saturnus bercincin, memiliki permukaan aneh yang diselimuti kabut kabut hidrokarbon padat – yang sejak lama menyimpannya tersembunyi dari mata penasaran para astronom, yang tidak bisa menembus selimutnya. kabut asap alien. Permukaan misterius bulan ajaib ini akhirnya diresmikan pada tahun 2004, ketika Huygens Probe dari Cassini Mission memang sengaja dipisahkan dari Cassini Orbiter untuk memulai terjunnya yang bersejarah ke permukaan Titan yang sudah lama terlindungi dan rahasia. Namun, dunia bulan yang mempesona, menyusahkan, dan membingungkan ini tidak akan mengungkapkan banyak rahasia tanpa perjuangan. Pada Maret 2017, para ilmuwan planet mengumumkan bahwa studi yang didanai NASA baru-baru ini telah menunjukkan bagaimana danau dan laut hidrokarbon yang berlama-lama di bulan-bulan yang terkontaminasi hidrokarbon ini kadang-kadang bisa meletus dengan gelembung nitrogen yang dramatis. Ide gelembung nitrogen membentuk buih bersisik di danau hidrokarbon Titan dan lautan membantu memecahkan satu lagi misteri yang lebih mempesona dan mempesona Cassini telah meluncurkan selama waktu menjelajahi Titan: yang disebut "pulau ajaib" bahwa–presto chango–pertama muncul dalam pengamatan sebelumnya, hanya menghilang – dan kemudian muncul kembali!

Dari ratusan bulan yang melakukan tarian memukau di sekitar planet-planet utama Tata Surya kita, hanya Titan yang memiliki atmosfer padat dan waduk cair besar di permukaannya – membuatnya dalam beberapa hal menakutkan mirip dengan planet terestrial, seperti Bumi kita. Itu planet terestrial dari kerajaan dalam tata surya kita yang terang dan hangat adalah Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars.

Bumi dan Titan kita memiliki atmosfer yang mengandung nitrogen – lebih dari 95 persen nitrogen dalam kasus Titan. Namun, tidak seperti planet kita sendiri, Titan memiliki oksigen yang sangat sedikit. Sisa atmosfer Titan terutama adalah gas metana dengan sejumlah kecil gas, termasuk etana. Lebih jauh lagi, pada suhu dingin yang mencirikan jarak yang sangat jauh dari Saturnus dari panas yang melelehkan bintang kita, metana dan etana dapat mengalir di permukaan Titan sebagai cairan.

Karena itu, para ilmuwan planet telah berspekulasi untuk waktu yang sangat lama tentang kemungkinan danau hidrokarbon dan laut yang ada di dunia bulan oranye berkabut ini. Data yang diperoleh, dari NASA / European Space Agency (ESA) Cassini-Huygens misi, memenuhi harapan. Sejak tiba di sistem Saturnus pada tahun 2004, setelah melakukan perjalanan panjang dan berbahaya melalui ruang antarplanet, pesawat luar angkasa heroik terungkap ke mata para ilmuwan yang hampir dua persen dari permukaan Titan. aku s tercakup dalam cairan.

Itu Misi Cassini-Huygens adalah pesawat ruang angkasa robotik NASA / ESA / Ruang Angkasa Italia yang sedang mengamati sistem Saturnus. Pesawat antariksa ini awalnya dibuat untuk membawa dua komponen. Salah satunya adalah ESA-dirancang Huygens Probe dinamai untuk menghormati astronom Belanda dan matematikawan Christiaan Huygens (1629-1695), yang menemukan Titan dunia bulan. Huygens juga mengamati cincin terkenal planet gas-raksasa Saturnus. Komponen kedua, dirancang NASA Cassini Orbiter, diberi nama untuk astronom Italia-Perancis Giovanni Dominico Cassini (1625-1712), yang menemukan banyak bulan Saturnus lainnya. Itu Cassini Orbiter mencapai alam dingin dari planet yang dikelilingi cincin pada 1 Juli 2004, dan pada tanggal 25 Desember 2004, Huygens Probe memang sengaja dipisahkan dari Cassini Orbiter– Bahwa itu telah menunggang punggung piggy – dan mulai menurun perlahan ke permukaan panjang misterius bulan ajaib ini. Itu Huygens Probe dikirim kembali ke para ilmuwan di Bumi, peti harta karun yang terisi penuh dengan informasi berharga tentang dunia bulan yang sangat rahasia ini. Akhirnya, wajah Tersembunyi yang tersembunyi dari Titan terungkap. Misi akan berlanjut hingga 2017, kapan Cassini terjun ke dalam awan planet yang telah lama ditontonnya.

Planet gas-raksasa, Saturnus – planet terbesar kedua di keluarga Star kami – bersama dengan pengiring dinginnya cincin indah dan megah, bulan berkilauan, dan bulan bulan yang mempesona, mengorbit Matahari sekitar sepuluh kali lebih jauh daripada planet kita sendiri . Astronom menerima batch pertama mereka mengungkapkan informasi tentang wajah terselubung Titan dari menyelam sukses ke permukaannya oleh Huygens Probe, yang mengirim kembali ke Bumi gambar-gambar menakjubkan saat melayang ke permukaan hidrokarbon Titan yang tersiksa. Setelah berada di dasar bulan yang membingungkan ini – yang permukaannya telah dibandingkan creme brulee dalam konsistensinya – Huygens Probe terus menunjukkan wajah aneh para ilmuwan Titan.

Gambar-gambar ini, bila digabungkan dengan penelitian lain menggunakan instrumen dari Cassini Orbiter, membuka kedok beberapa fitur geologis yang menyihir Titan termasuk danau dan saluran sungai yang mengalir dengan hidrokarbon metana, etana, dan propana. Permukaan alien Titan mengungkap fitur yang menakutkan seperti pegunungan dan bukit pasir, serta permukaan yang dipenuhi dengan banyak kawah. Bukit-bukit bergelombang Titan, bergelombang, terbentuk dari angin ganas dan kuat yang meledakkan partikel-partikel lepas dari permukaan Titan, hanya untuk melemparkan mereka melawan arah angin. Pasir Titan tidak seperti pasir yang dikenal di planet kita sendiri. "Pasir" Titan kemungkinan terdiri dari partikel hidrokarbon padat yang sangat kecil – atau, mungkin, es yang terperangkap di dalam hidrokarbon – dengan kepadatan sekitar sepertiga dari pasir Bumi. Ini menunjukkan bahwa, bekerja dalam kombinasi dengan kepadatan rendah partikel "pasir" Titan, mereka hanya membawa berat yang sangat kecil sekitar empat persen dari pasir terestrial. Partikel Titan "pasir" memiliki berat yang sama dengan biji kopi kering.

Titan yang asing, iklim dingin – termasuk hujan hidrokarbon berat dan kuat, angin yang berombak-ombak – mengukir fitur permukaan yang menakutkan seperti Bumi sendiri, dan juga mengalami variasi cuaca musiman, mirip dengan planet kita sendiri. Memang, dengan kumpulan cairannya, baik di permukaan maupun di bawah permukaannya, bersama dengan atmosfer nitrogen utamanya, Titan menggunakan siklus metana yang mirip dengan siklus air planet kita. Namun, bulan-dunia yang jauh ini memiliki suhu yang lebih dingin dibandingkan dengan Bumi – sekitar -179,2 derajat Celius.

Bulan terbesar yang berasap dari Saturnus, yang merupakan planet terbesar kedua di Tata Surya kita – setelah raksasa raksasa, Jupiter – hampir sebesar planet Mars! Terletak di luar tata surya kita, terbungkus kabut oranye, dan sangat dingin, atmosfer kimia Titan membeku. Atmosfer yang menarik ini terdiri dari campuran senyawa yang banyak ilmuwan usulkan sebanding dengan atmosfer primordial Bumi – yang ada jauh sebelum kehidupan muncul (prebiotik). Atmosfer oranye Titan yang aneh, yang mengandung banyak hidrokarbon "beraroma", menciptakan selubung yang menyelimuti kabut asap yang sangat padat sehingga hujan "bensin-seperti" turun ke permukaan yang benar-benar tersiksa di dunia bulan yang dingin ini.

NASA Voyager 1 pesawat ruang angkasa adalah yang pertama mencapai Titan kembali pada tahun 1980. Terlepas dari perjalanan heroik ini melalui ruang antarplanet, oleh salah satu misi paling awal NASA, Voyager 1 gagal dalam upaya untuk mendapatkan gambar close-up permukaan terselubung Titan karena tidak dapat memotong lapisan tebal yang tebal dari kabut oranye. Voyager 1 gambar bersejarah hanya mengungkapkan sedikit variasi warna dan kecerahan ringan di atmosfer Titan. Pada tahun 1994, the Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST) berhasil mendapatkan beberapa gambar wajah Titan yang tersingkap – menunjukkan keberadaan benua yang menyilaukan yang dijuluki Xanadu– disebut setelah "Xanadu" yang disebutkan dalam puisi romantis Samuel Taylor Coleridge Kubla Khan. Titan's Xanadu nyata berkilau seolah-olah diaspal dengan segudang berlian.

Danau dan Laut Hidrokarbon

Ada tiga lautan besar di Titan, yang semuanya terletak di dekat kutub utara bulan. Laut-laut hidrokarbon yang sangat asing ini dikelilingi oleh banyak danau kecil yang berkumpul di belahan bumi utara. Hanya satu danau soliter yang terdeteksi di belahan selatan Titan.

Komposisi yang tepat dari waduk cair ini tetap menjadi misteri hingga tahun 2014, ketika Cassini instrumen radar pertama kali digunakan untuk menemukan Ligeia Mare, yang merupakan laut terbesar kedua di Titan – kira-kira ukuran yang sama seperti gabungan Danau Huron dan Danau Michigan. Namun, Ligeia Mare tidak diisi dengan air – seperti Great Lakes di Bumi – tetapi justru kaya metana. Sebuah penelitian yang diterbitkan di Jurnal Penelitian Geofisika: Planet, yang memanfaatkan instrumen radar dalam mode yang berbeda, secara independen mengkonfirmasi hasil ini. Penelitian ini didasarkan pada data yang dikumpulkan dengan Cassini instrumen radar selama flybys of Titan yang terjadi antara 2007 dan 2015,

"Sebelum Cassini, kami berharap menemukan itu Ligeia Mare sebagian besar terdiri dari etana, yang diproduksi dalam kelimpahan di atmosfer ketika sinar matahari memecah molekul metana. Sebaliknya, lautan ini sebagian besar terbuat dari metana murni, "jelas Dr. Alice Le Gall pada 26 April 2016 Siaran Pers NASA. Dr Le Gall adalah seorang Cassini rekan tim radar di laboratorium penelitian Perancis LATMOS, Paris, dan penulis utama studi itu.

Di atmosfer Titan, nitrogen dan metana bereaksi untuk membentuk berbagai macam bahan organik. Banyak ilmuwan planet yang mengusulkan material terberat jatuh ke permukaan. Dr. Le Gall dan rekan-rekannya percaya bahwa ketika senyawa-senyawa ini mencapai laut, baik dengan jatuh langsung dari udara, melalui hujan atau melalui sungai Titan, sebagian dilarutkan dalam metana cair. Senyawa yang tidak larut, seperti benzena dan nitril, jatuh ke dasar laut.

Presto Chango: Memecahkan Misteri "Pulau Sihir" Titan

Dalam suhu yang sangat dingin yang ditemukan di Titan, hujan metana cair dingin turun dari langit dan mengumpulkan di sungai aneh dan asing bulan itu. Bahkan sedikit perubahan suhu, tekanan udara atau komposisi dapat menyebabkan nitrogen untuk cepat keluar dari solusi dengan cara yang telah dibandingkan dengan desis yang dihasilkan ketika membuka botol soda berkarbonasi.

NASA Cassini pesawat ruang angkasa telah menemukan bahwa komposisi laut dan danau Titan bervariasi dari satu tempat ke tempat lain, dengan beberapa waduk yang jauh lebih diberkahi daripada yang lain dalam etana daripada metana. "Eksperimen kami menunjukkan bahwa ketika cairan kaya metana bercampur dengan yang kaya etana – misalnya dari hujan lebat, atau ketika limpasan dari sungai metana bercampur menjadi danau kaya etana – nitrogen kurang mampu bertahan dalam larutan. , "jelas Dr. Michael Malaska pada 15 Maret 2017 Press Release NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL). Dr Malaska, dari JPL, memimpin penelitian JPL di Pasadena, California.

Ini menghasilkan gelembung – banyak, banyak, banyak gelembung.

Pembebasan nitrogen, disebut ekssolusi, Bisa juga terjadi ketika laut metana tumbuh sedikit lebih hangat dalam suhu selama perubahan musiman di Titan. Cairan berbusa yang bersisik, bagaimanapun, bisa juga menghasilkan masalah-masalah tertentu untuk setiap probe robotik masa depan yang dikirim untuk berenang melalui atau mengapung di atas laut hidrokarbon Titan. Panas berlebih yang mengalir keluar dari probe dapat berpotensi menghasilkan pembentukan gelembung di sekitar strukturnya. Sebagai contoh, baling-baling yang digunakan untuk propulsi dapat menghasilkan jenis desisan ini – membuatnya sangat sulit untuk mengarahkan probe atau bahkan membuatnya stabil.

Ilmuwan planet telah mengusulkan beberapa penjelasan potensial untuk muncul, menghilang, muncul kembali "pulau ajaib" dari Titan. Salah satu proposal memberikan rincian tentang mekanisme yang dapat menciptakan gelembung-gelembung gelembung yang memikat dan memabukkan – jika memang gelembung benar-benar penyebab sebenarnya dari misteri magis ini.

"Berkat kerja ini pada kelarutan nitrogen, kami sekarang yakin bahwa gelembung memang bisa terbentuk di laut, dan faktanya mungkin lebih berlimpah daripada yang kami duga," komentar Dr. Jason Hofgartner dari JPL pada 15 Maret 2017 Siaran Press JPL. Dr. Hofgartner melayani sebagai penyelidik bersama Cassini tim radar, dan merupakan salah satu penulis studi ini.

Sementara mengidentifikasi bagaimana perjalanan nitrogen antara reservoir cair Titan dan atmosfernya, para ilmuwan menggoda nitrogen dari simulasi etana-kaya solusi, sementara etana membeku ke bagian bawah mereka kecil, simulasi Titan "danau." Air kurang padat dalam fase padat daripada fase cairnya. Ethane, bagaimanapun, bukanlah air. Akibatnya, es etana akan terbentuk di dasar kolam dingin Titan – dan, seperti etana yang dikristalisasi, itu tidak akan memberi ruang bagi gas nitrogen terlarut. Ini adalah mekanisme yang akan membuatnya meletup keluar.

Bayangkan danau hidrokarbon, bergelembung dengan nitrogen, di bulan dingin misterius yang misterius, jernih, dan sangat berasap. Adegan yang sangat dramatis ini menjadi lebih menarik karena gerakan nitrogen di Titan tidak berjalan hanya dalam satu arah. Ini berarti bahwa ia harus masuk ke dalam metana dan etana sebelum ia dapat melarikan diri.

"Akibatnya, seolah-olah danau Titan menghirup nitrogen. Saat mereka dingin, mereka dapat menyerap lebih banyak gas," menghirup. Dan ketika mereka hangat, kapasitas cairan berkurang, sehingga mereka 'menghembuskan napas,' "komentar Dr Malaska pada 15 Maret 2017 Siaran Pers NASA.

Sesuatu yang serupa terjadi, di planet kita sendiri, dengan penyerapan karbon dioksida oleh lautan di Bumi.

Cassiniterbang dekat Titan yang terakhir – target kunjungannya yang ke-127 – terjadi pada 22 April 2017. Selama penerbangan terakhir, Cassini mengirim pancaran radarnya menyapu lautan hidrokarbon Titan – untuk terakhir kalinya.

Cassini akan membuat perpisahan terakhirnya ke sistem Saturnus. The flyby terakhir di atas misterius, membingungkan Titan's permukaan juga membungkuk kursus pesawat ruang angkasa agar untuk memulai seri terakhir dari 22 penyelaman melalui celah antara Saturnus dan cincin terdalamnya – sebuah prestasi akhir yang dikenal sebagai Grand Finale Cassini. Akhir yang dramatis akan datang ketika misi 20 tahun berakhir Cassini penyelaman fatal ke atmosfer Saturn pada 15 September 2017.