Самый большой спутник Сатурна – Титан. Ледяной мир, поверхность которого скрыта плотной атмосферой. Титан – второй по величине спутник в нашей Солнечной системе. Только Ганимед Юпитера больше, всего на 2%. Титан больше, чем Луна и больше, чем даже планета Меркурий.
Этот спутник Сатурна – единственный спутник в Солнечной системе с плотной атмосферой и это единственный мир, кроме Земли, который имеет на своей поверхности реки, озера и моря. Как и на Земле, атмосфера Титана – это прежде всего азот, плюс небольшое количество метана. Это единственное место в Солнечной системе, где есть земной цикл жидкостей, идущих из облаков, протекающих по ее поверхности, заполняющих озера и моря и испаряющихся обратно в небо (сродни круговороту воды на Земле). Также считается, что Титан имеет подземный океан воды.
Размер и расстояние
Титан имеет радиус около 2 575 км, и почти на 50% шире, чем Луна. Спутник Сатурна находится на расстоянии около 1,2 млн км от Сатурна, что само по себе составляет около 1,4 млрд км от Солнца или около 9,5 астрономических единиц (а.е.). Свет от Солнца идёт около 80 минут, чтобы достичь Титана. Из-за расстояния, солнечный свет примерно в 100 раз слабее на Сатурне и Титане, чем на Земле. Сила тяжести на нём составляет приблизительно 1/7 земной. Масса Титана составляет 95% массы всех спутников Сатурна.
Орбита и вращение Титана
Радиус орбиты Титана составляет 1 221 870 км и находится за пределами колец Сатурна. Титану требуется 15 дней, 22 часа и 41 минуту, чтобы завершить полную орбиту вокруг Сатурна. Титан имеет синхронное вращение относительно своей планеты. Это означает, что периоды вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Сатурна совпадают, и спутник повёрнут к планете всегда одной и той же стороной. Ему необходимо около 29 лет для прохождения полного оборота вокруг Солнца. Ось вращения Сатурна наклонена как Земля, что приводит к сезонам. Сезоны на Титане значительно длиннее земных и длится более 7 лет.
Формирование Титана
Ученые не уверены в происхождении Титана. Приборы НАСА измерили изотопы азота-14 и азота-15 в атмосфере спутника. Приборы обнаружили, что отношение изотопов азота Титана больше всего похоже на то, что найдено в кометах из облака Оорта. Это зона в Солнечной системе из сотен миллиардов ледяных тел, которые вращаются по орбите вокруг Солнца на расстоянии от 5 000 до 100 000 а.е. от Солнца. До сих пор окончательно не решён вопрос о том, сформировался ли спутник из пылевого облака вокруг Сатурна или сформировался отдельно и впоследствии был захвачен гравитацией планеты. Последняя теория позволяет объяснить такое неравномерное распределение массы среди спутников.
Структура спутника Титан
Внутренняя структура Титана не полностью известна, но одна модель, основанная на данных из миссии Кассини-Гюгенс, предполагает, что спутник Сатурна имеет 5 основных слоев. Самый внутренний слой – это ядро породы (силикатное ядро) диаметром около 4 000 км. Вокруг ядра находится слой высоко сжатого льда – это особый тип, называемый “Лёд-6” (ice-VI), который встречается только при чрезвычайно высоких давлениях. Затем идет слой соленой жидкой воды, на вершине которой находится внешняя корка водяного льда. Эта поверхность покрыта органическими молекулами и окружена плотной атмосферой.
Поверхность Титана
Поверхность Титана является одним из самых землеподобных мест в Солнечной системе, хотя и при значительно более холодных температурах и с различной химией. Здесь так холодно (-179 ºС), что водный лед играет роль скалы. Титан может иметь вулканическую активность, но с жидкой водой вместо расплавленной породы. Поверхность спутника Титан способна пропускать метан и этан, которые высекает каналы рек и заполняют большие озера с жидкостным природным газом. Никакой другой мир в Солнечной системе, кроме Земли, не имеет такой активности жидкости на своей поверхности.
Ударных кратеров на Титане немного, их предположительно не более 50. Это следствие того, что их относительно быстро скрывают осадки. Поверхность Титана в умеренных широтах менее контрастна.
Большая часть озёр обнаружена в северной полярной области, тогда как в южной их почти нет. Это может объясняться сезонными изменениями — каждое из четырёх времён года на спутнике длится около 7 земных лет, и за это время метан может высыхать в водоёмах одного полушария и ветрами переноситься в другое.
В районе северного полюса обнаружены несколько гигантских озёр. Одно из них достигает 1 000 км в длину и по площади больше Каспийского моря, другое озеро занимает площадь около 100 000 м², что делает его больше, чем любое другое озеро на Земле.
Атмосфера на спутнике Титан
Наша Солнечная система является домом для более чем 150 спутников, но Титан уникален тем, что является единственным с плотной атмосферой. На поверхности Титана атмосферное давление примерно на 60% больше, чем на Земле. Это такое же давление, которое человек чувствовал бы, плавая примерно на 15 метровой глубине. Поскольку спутник Титан менее массивен, чем Земля, его атмосфера простирается на высоту в 10 раз выше, чем земная и составляет почти 600 километров. Атмосфера Титана, главным образом, состоит из азота (около 95%) и метана (около 5%), с небольшим количеством других углеродных смесей.
Некоторые соединения, образующиеся в результате расщепления и рециркуляции метана и азота, создают своего рода смог — густую дымку оранжевого цвета, которая затрудняет обзор поверхности из космоса. Некоторые тяжелые, богатые углеродом соединения оседают на поверхности и эти углеводороды играют роль “песка” в огромных дюнных полях Титана. Метан конденсируется в облака, которые иногда проливаются на поверхность в виде метановых ливней.
Метан в атмосфере Титана – это то, что делает возможным его сложную атмосферную химию. Поскольку солнечный свет непрерывно разрушает метан в атмосфере Титана, какой-то источник должен пополнять его, иначе он будет истощен с течением времени. Исследователи подозревают, что метан может проникнуть в атмосферу Титана с помощью вулканов, выпускающих охлажденную воду вместо расплавленной скальной лавы.
Потенциал для жизни
Исследования Титана показали, что он скрывает подземный океан жидкой воды (вероятно, смешанный с солями и аммиаком). Зонд Гюйгенс Европейского космического агентства также измерял радиосигналы во время его спуска на поверхность в 2005 году, что указывало на наличие океана на 55 – 80 км ниже ледяной поверхности. Открытие мирового океана жидкой воды добавляет Титан к горстке миров в нашей Солнечной системе, которые потенциально могут содержать обитаемые среды. Кроме того, реки, озера и моря жидкого метана и этана могут служить обитаемой средой на поверхности спутника, хотя любая жизнь там, вероятно, будет сильно отличаться от жизни на Земле. До сих пор нет никаких доказательств жизни на Титане, его сложная химия и уникальные среды, несомненно, сделают его местом для продолжения исследований.
Характеристика спутника Титан
| История открытия | |
|---|---|
| Первооткрыватель | Христиан Гюйгенс |
| Дата открытия | 25 марта 1655 года |
| Орбитальные характеристики | |
| Большая полуось | 1 221 870 км |
| Эксцентриситет | 0,0288 |
| Период обращения | 15,945 дня |
| Наклонение орбиты | 0,34854° |
| Долгота восходящего узла | 28,758° |
| Аргумент перицентра | 179,920° |
| Средняя аномалия | 163,308° |
| Физические характеристики | |
| Диаметр | 5152 км |
| Площадь поверхности | 83 млн км² |
| Масса | 1,3452⋅1023 кг |
| Плотность | 1,8798 г/см³ |
| Ускорение свободного падения | 1,352 м/с² |
| Первая космическая скорость (v1) | 1,867 км/с |
| Вторая космическая скорость (v2) | 2,639 км/с |
| Период вращениявокруг оси | синхронное вращение относительно Сатурна |
| Наклон оси вращения | отсутствует |
| Альбедо | 0,22 |
| Температура поверхности | 93,7 К (−179,5 °C) |
| Атмосфера | азот — 98,4 %, метан — 1,6 %; давление — 146,7 кПа (в 1,5 раза больше земного) |
ввввввввввввввввввввввввввввввввввввввввв
а