Dane pozyskane przez sondą Cassini pomagają poznać morza Tytana, księżyca Satruna
Nowa analiza danych eksperymentu radarowego z misji Cassini do Saturna pozwoliła astronom lepiej poznać skład i aktywność płynnych mórz węglowodorowych w pobliżu północnego bieguna Tytana, największego ze 146 znanych księżyców Saturna.
Wykorzystując dane z kilku eksperymentów radarowych, naukowcy z Cornell University przeanalizowali i oszacowali skład i gęstość powierzchni morza Tytana, czego nie były w stanie osiągnąć poprzednie badania. Pomoże to jeszcze lepiej poznać naturę zbiorników księżyce przy użyciu innych danych z Cassini. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
Eksperyment z radarem bistatycznym (składa się z miejsc nadajnika i odbiornika umieszczonych oddzielnie – w znacznej odległości) polegał na skierowaniu wiązki radiowej ze statku kosmicznego na cel – w tym przypadku na Tytana, gdzie była ona odbijana w kierunku anteny odbiorczej na Ziemi. Odbicie od powierzchni było spolaryzowane, co oznacza, że dostarczyło informacji zebranych z dwóch niezależnych perspektyw, w przeciwieństwie do monostatycznych danych radarowych, w których odbity sygnał powraca do statku kosmicznego.
„Główną różnicą jest to, że informacje bistatyczne są bardziej kompletnym zbiorem danych i są wrażliwe zarówno na skład powierzchni odbijającej, jak i jej strukturę” – mówi Valerio Poggiali z Cornell University.
W badaniu wykorzystano cztery bistatyczne obserwacje radarowe, zebrane przez Cassini podczas czterech przelotów w 2014 roku – 17 maja, 18 czerwca i 24 października oraz w 2016 roku – 14 listopada. Dla każdego z nich obserwowano odbicia powierzchni, gdy statek kosmiczny zbliżał się do Tytana (wejście) i ponownie, gdy się oddalał (wyjście). Astronomowie przeanalizowali dane z obserwacji trzech dużych mórz polarnych Tytana: Kraken Mare, Ligeia Mare i Punga Mare.
Ich analiza wykazała różnice w składzie warstw powierzchniowych mórz węglowodorowych, w zależności od szerokości geograficznej i lokalizacji (na przykład w pobliżu rzek i ich ujść). W szczególności najbardziej wysunięta na południe część Kraken Mare wykazuje najwyższą stałą dielektryczną – miarę zdolności materiału do odbijania sygnału radiowego. Na przykład woda na Ziemi jest bardzo odblaskowa – ze stałą dielektryczną około 80; morza etanu i metanu na Tytanie mierzą około 1,7.
Naukowcy ustalili również, że wszystkie trzy zbiorniki były w większości spokojne w czasie przelotów, z falami powierzchniowymi nie większymi niż 3,3 milimetra. Nieco wyższy poziom chropowatości (cecha powierzchni ciała, oznacza rozpoznawalne optyczne lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, niewynikające z jej kształtu,) – do 5,2 mm – wykryto w pobliżu obszarów przybrzeżnych, ujść rzek i cieśnin międzybasenowych, co może wskazywać na prądy pływowe.
„Mamy również oznaki, że rzeki zasilające morza to czysty metan. Dopóki nie wpłyną do otwartych płynnych mórz, które są bardziej bogate w etan. To tak jak na Ziemi, kiedy słodkowodne rzeki wpływają do oceanów i mieszają się z ich słoną wodą” – podsumowuje Poggiali.
Emil Gołoś
