Титан

© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Вокруг Сатурна вращаются десятки спутников. В настоящее время известно 53 спутника, имеющие названия, около десятка небесных тел "ожидают" подтверждения своих траекторий полёта на предмет причастности к спутниковой системе Сатурна. Среди них выделяется самый большой спутник - Титан, открытый, как известно, уже в 1655 году Христианом Гю́йгенсом. По своим размерам Титан занимает второе место среди всех спутников Солнечной системы, уступая лишь Ганимеду - спутнику Юпитера. Диаметр Титана составляет 5150 км, т.е. по размерам этот спутник больше планеты Меркурий, диаметр которого равен 4878 км. Период обращения Титана вокруг Сатурна составляет почти 16 суток (15 суток, 22 часа и 41 минуту). Титан повёрнут к Сатурну одной стороной, как Луна к Земле. Титан движется по своей орбите на расстоянии 1221900 км от Сатурна.

Внутренняя структура Титана

Титан вызывает огромный интерес не только у астрономов, но и у биологов, геологов и палеоклимато́логов. Но всех их интересует не только и не столько размеры Титана и параметры его орбиты, как атмосфера и поверхность этого спутника.

Титан - единственный в Солнечной системе спутник, имеющий атмосферу. Плотность атмосферы Титана значительно выше плотности земной атмосферы, поэтому давление на уровне поверхности Титана в полтора раза (1,5 бар) превышает земное. Температура на поверхности спутника находится в пределах от 90 до 100 К. Атмосфера состоит преимущественно из азота (90-97%), присутствуют также метан (2-5%) и аргон (около 0-6%), имеются следы этана, водорода (0,2%) и двуокиси углерода. Наличие метана определено уже в 1944 году с помощью инфракрасной спектрометрии.

Поверхность Титана затянута облаками. На снимках, переданных в 1980 г. «Вояджером-1», облака́ имеют преимущественно оранжевый цвет. Это означает присутствие в них органических молекул, что вполне понятно при наличии в атмосфере метана. Метан является парниковым газом, а облака́, содержащие метан, плотно закрывают поверхность Титана. Визуальные наблюдения за Титаном сильно затруднены́. Некоторые исследователи высказывали предположения о том, что холод царит только во внешних слоях атмосферы, а на поверхности могут быть другие условия, в том числе и такие, при которых возможна белковая жизнь.

Возникало предположение о сходстве титанической атмосферы с атмосферой, ранее существовавшей на Земле. Такое предположение имело определённое основание, т.к. в современной атмосфере Земли, как и в атмосфере Титана, основным компонентом является молекулярный азот.

Загадка поверхности Титана

Панорамный обзор поверхности Титана с КА «Гюйгенс»

Загадка поверхности Титана не давала покоя учёным. Астрономам и, особенно, биологам и палеоклимато́логам хотелось побольше узнать о небесном теле, на котором (а вдруг!) может быть обнаружена белковая жизнь. Что там, под слоем облаков: океан или твёрдая поверхность? Если океан, то чем он наполнен - водой? этаном? Ждать ответы на эти вопросы оставалось недолго. В 1997 году НАСА совместно с Европейским космическим агентством заканчивает разработку проекта «Кассини-Гю́йгенс» и межпланетный аппарат «Кассини» с атмосферным зондом «Гю́йгенс» стартует к Титану. В июле 2004 г. зонд «Гю́йгенс» отделяется от аппарата «Кассини», входит в облачную атмосферу Титана и совершает посадку на его поверхность. Информация, которую зонд «Гю́йгенс» передал на Землю, не оставила никаких шансов для исследователей, которые мечтали найти на Титане хотя бы следы биологической деятельности. В который уже раз мы убеждаемся в том, что в Солнечной системе, а возможно, и во всей нашей Галактике и даже в тысячах таких галактик, нигде, кроме нашей прекрасной небольшой планеты Земля, не существует жизнь. Поверхность Титана, как и его атмосфера, оказалась исключительно холодной, средняя температура на поверхности минус 178°C. На его поверхности много озёр, но наполнены они, естественно, не водой, возможно, это соединения метана или этана с другими веществами.

Изучение Титана продолжается. К настоящему времени более 60% поверхности Титана картографировано. Озёра занимают около 14% всей изученной площади. Плотность вещества Титана (смесь камня и льда) составляет около 1,88 г/см³ , что является самой высокой плотностью среди спутников Сатурна. На долю Титана приходится более 95 % массы всех спутников Сатурна. Масса Титана 1,345 ×10 23 кг. Ускорение свободного падения составляет 1,352 (м/с²) , т.е. сила тяжести примерно в семь раз меньше, чем на Земле.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

Три взгляда на Титан спутник Сатурна космического аппарата Кассини. Слева: в натуральных цветах, создано из изображений, сделанных с помощью трех фильтров, чувствительных к красному, зеленому и фиолетовому свету. Примерно так Титан будет выглядеть для человеческого глаза. Центр: снимок в ближнем инфракрасном спектре, показывающий поверхность. Справа: композиция с ложным цветом из одного видимого изображения и двух инфракрасных. Зеленые области проявляются там, где Кассини мог видеть поверхность; красный цвет представляет собой области, расположенные в стратосфере Титана. Получено 16 апреля 2005 года на расстояниях от 168 200 до 173 000 км. Источник: NASA / JPL.

Фото Титана от Вояджера 2, сделанное 23 августа 1981 года, с расстояния 2,3 миллиона км. Южное полушарие кажется светлее, на экваторе видна четко полоса, а на северном полюсе — темный воротник. Все эти полосы связаны с циркуляцией облаков в атмосфере Титана. Источник: NASA / JPL.

Сравнение размеров Земли и Титана

.

Это вторая по величине луна в Солнечной системе после . Титан больше, чем планета Меркурий по размерам, но наполовину меньше по массе. Это единственная луна в Солнечной системе, которая имеет плотную атмосферу. Она в 10 раз мощнее Земной, с поверхностным давлением на 60% больше. До прибытия на орбиту вокруг Сатурна космического корабля Кассини в 2004 году мало что было известно о поверхности Титана из-за наличия оранжевой дымки в его атмосфере.

Открытие Титана и присвоение имени

Титан был обнаружен голландским ученым Кристианом Гюйгенсом 25 марта 1655 года и был первой луной, найденной с помощью телескопа после четырех галилеевых спутников . Гюйгенс называл его просто Луной Сатурна . Однако, в соответствии с обычаем того времени, он не объявил о своем открытии. Вместо этого он замаскировал новость в виде анаграммы. При этом используя стих поэта Овидия «Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris». Он вытравил их вокруг края объектива телескопа, который использовал Гюйгенс. Декодированная и переведенная, анаграмма гласит: «Луна вращается вокруг Сатурна каждые 16 дней и 4 часа». Это значение очень близко к современной оценке орбитального периода Титана.

Ученый Джон Гершель предложил дать луне имя «Титан» в своей публикации 1847 года «Результаты астрономических наблюдений, сделанных на мысе Доброй Надежды». В греческой мифологии титаны были братьями и сестрами Кроноса, греческим эквивалентом римского бога Сатурна. В той же публикации Гершель назвал шесть других спутников Сатурна.

Атмосфера Титана

О возможности существования атмосферы вокруг Титана впервые заговорили в 1903 году. Тогда испанский астроном Хосе Комас Сола заметил, что диск Титана кажется более ярким в своем центре, чем у его краев. Существование атмосферы было подтверждено в 1944 году Джерардом Койпером в Чикагском университете. Он определил присутствие метана в спектре Титана.

Дальнейшие наблюдения, сделанные в частности, с помощью зондов Вояджер, которые пролетали в тех краях в 1980 и 1981 годах, а в последующем и зонда Кассини-Гюйгенс, показали, что атмосфера Титана состоит на 98,4% из азота и на 1,6% из метана, с небольшим количеством других газов, включая различные углеводороды (такие как этан, диацетилен, метилацетилен, цианоацетилен, ацетилен и пропан), аргон, диоксид углерода, монооксид углерода, цианоген , цианид водород и гелий. Кроме , Титан единственный в Солнечной системе обладает плотной атмосферой, богатой азотом.

Считается, что углеводороды образуются в верхней атмосфере Титана из-за реакций, связанных с распадом метана под воздействием ультрафиолетового света и космических лучей. Эта органическая фотохимия создает оранжевую дымку, наиболее плотную на высоте около 300 километров (200 миль), которая закрывает от наблюдения поверхность на видимых длинах волн, а также отражает значительное количество инфракрасного излучения в космос, что приводит к «анти-парниковому эффекту».

Холодный мир

Титан — одно из двух известных космических тел (другое — Плутон), температура поверхности которого ниже (примерно на 10K), чем была бы при отсутствии атмосферы. Атмосфера Титана имеет много разнообразных органических материалов. Это является одной из причин, по которым Титаном интересуются астробиологи.

Человек, находящийся на поверхности Титана в течение дня, испытал бы только одну тысячную яркость дневного света, имеющегося на поверхности Земли. Это сравнение учитывает не только толщину атмосферы, но и большее расстояние Титана от Солнца. Тем не менее уровень света на поверхности Титана в 350 раз выше, чем яркость света на Земле под полной Луной.

Количество метана в атмосфере Титана должно постоянно истощаться. Поэтому на поверхности должен быть некоторый механизм, который его пополняет. Одно из объяснений заключается в том, что Титан имеет действующие вулканы, которые выделяют метан.

Поверхность Титана

До прибытия зонда Кассини-Гюйгенса в июне 2004 года инфракрасные наблюдения космического телескопа Хаббл предоставили карту ярких и темных областей на Титане, но характер этих особенностей оставался неопределенным. Предполагалось, что океаны или озера жидкого этана могут покрывать большую часть поверхности спутника, и что жидкий метан может выпадать здесь в виде дождя. Согласно другой модели, яркие районы, которые были замечены Хабблом, могут быть водными льдами. Они лежат в низинах и затемнены твердыми и жидкими органическими молекулами.

Более подробная и точная картина Титана начала появляться благодаря изображениям и другим данным, отправленными АМС Кассини-Гюйгенс. Во время своего первого облета Титана Кассини показал метановые облака и гигантский ударный кратер. Наиболее заметной особенностью была яркая область в виде кучевого облака около южного полюса. Она имеет размер около 450 километров в поперечнике и около 15 километров в высоту. Измерения, полученные от космического аппарата дали возможность предположить, что облака, вероятно, состоят из углеводородов и могут быть связаны с поверхностными особенностями. Кассини показал, что некоторые изменения в яркости поверхности были круговыми, а другие — линейными. На южном полюсе также было обнаружено несколько концентрических объектов.

Миссия Кассини-Гюйгенс

Мозаика из девяти картин, сделанных когда Кассини пролетал мимо Титана 26 октября 2004 года, дала астрономам один из самых подробных видов полного диска спутников. Особенности поверхности Титана наиболее ярки в центре диска, где зонд имел под собой наименьшую атмосферу. Не было обнаружено видимых кратеров, из чего следует, что спутник, вероятно, имеет молодую поверхность, которая постоянно обновляется. Астрономы до сих пор не уверены, вызваны ли узоры на поверхности Титана извержениями вулканов. Или они происходят от смещения скал ветром, пылью или даже реками жидких углеводородов.

14 января 2005 года зонд Гюйгенс успешно спустился на парашюте и опустился на поверхность Титана, передав великолепные снимки как во время спуска, так и с поверхности.

открытие	1655, Кристиан Гюйгенс
большая полуось	1,221,931 км (759 435 миль)
диаметр	5 151 км (3,201 миль), 0,404 × Земля
средняя плотность	1,88 г / см 3
вторая космическая скорость	2,63 км / с (9468 км / ч)
средняя температура поверхности	около -179 ° C (-290 ° F, 94 K)
орбитальный период	15,945 дней (15 дней 23 часа)
осевой период	15.945 дней (синхронно)
орбитальный эксцентриситет	0,029
наклон орбиты	0,35 °
визуальное альбедо	0,21

Общие данные

Размеры Титана в диаметре составляют 5152 км, в результате чего он больше Луны и по диаметру, приблизительно на 50%. Христиан Гюйгенс, будучи известным голландским физиком, механиком, математиком и астрономом, обнаружил Титан как первый спутник Сатурна в 1655 году.

Астрономы на протяжении длительного времени считали, что его диаметр составляет 5550 км, и он занимал первое место. Истинные размеры удалось узнать позже благодаря аппарату Вояджер-1.

Поверхность этой огромной луны

До 2004 года учёные не знали, как выглядит поверхность этого неизведанного небесного тела, т.к. Титан спутник Сатурнаполностью окутывала невероятно плотная оболочка атмосферы, затрудняющая изучение. Но после десантирования на его поверхность аппарата Кассини-Гюйгенс все вопросы были разрешены.

На данный момент известно, что его поверхность еще довольно молода по геологическим меркам, и ее покрывают осадочные органические вещества и водяной лед. Она почти вся ровная, если не считать несколько гор и кратеров. Температура поверхности составляет 170-180°С ниже нуля. Атмосферу в основном образуют азот, немного этана и метана.

Углеводородное море Лигеи — второе по величине, радиолокационная съемка Кассини

Значительные участки поверхности покрывают этано-метановые реки и озера. На данном небесном теле ученными была обнаружена жидкость и доказано наличие атмосферы, в результате чего была представлена гипотеза о том, что на Титане может существовать примитивная форма жизни.

Физические характеристики

Доля размером 95% в общей массе всех спутников, окружающих Сатурн принадлежит Титану. Споры о том, откуда взялся такой огромный спутник, привели к нескольким теориям, но к окончательному ответу ученные пока так и не пришли. Одна из теорий звучит следующим образом: данное небесное тело, могло быть образовано из пылевого облака, которое впоследствии захватила гравитация планеты. При этом данная теория так же объясняет такое большое различие в массе спутников.

Орбита движения

Орбита второго по величине спутника в Солнечной системе составляет 1221 870 км, что равняется 20,3 радиуса Сатурна, в результате он располагается за пределами колец Сатурна. Один полный круг вокруг планеты он делает почти за 16 дней. При этом его скорость составляет 5,57 километров в секунду.

Титан, так же как и Луна осуществляет синхронное вращение вокруг своей планеты. Именно из-за того, что обороты вокруг Сатурна и вокруг своей собственной оси у Титана совпадают, он смотрит на планету всегда одной и той же стороной. Траектория вращения Сатурна наклонена по отношению к эклиптике на 26,73′ именно этот момент обеспечивает смену времен года на самой планете и ее спутниках.

Каждый из сезонов имеет продолжительность приблизительно 7,5 земных лет при этом, сам Сатурн делает один оборот вокруг Солнца, примерно за 30 лет. Исходя из этого, можно предположить, что последнее лето на Титане закончилось в 2009 году.

И напоследок, некоторые, самые зрелищные фотографии Титана

Иногда нашу голубую Землю называют планета-океан. Но этому названию соответствует в большей мере достаточно интересный спутник Сатурна Титан. На нем обнаружена вода, покрывающая его поверхность бескрайним океаном. Возможно, именно там сейчас под оранжевой атмосферой и под мощной ледяной корой, в глубинах холодных вод зарождается жизнь?

Титан - второй по величине спутник в Солнечной системе, его диаметр составляет 5152 километров. Только спутник Юпитера Ганимед (диаметр 5268 километров) превосходит его по величине. Титан обращается по слегка эллиптической орбите вокруг Сатурна, и сама его орбита проходит за знаменитыми кольцами планеты-гиганта. Обнаружил этот интересный спутник Сатурна голландский астроном Христиан Гюйгенс в 1655 году, а название "Титан" стало общеизвестным и принятым только с 1847 года, когда была опубликована статья Джона Гершеля, предложившего это имя крупнейшему спутнику Сатурна.

Подобно нашей Луне, Титан демонстрирует феномен синхронного вращения относительно Сатурна, то есть всегда обращен к планете одной стороной. Он обходит гиганта за 15 дней, 22 часа и 41 минуту, совершая точно один оборот вокруг своей оси вращения. Этот временной баланс возникает благодаря приливным явлениям, возникающим на спутнике из-за сил притяжения.

Космический аппарат "Вояджер" впервые исследовал Титан, увидел его плотную и непрозрачную атмосферу и точно измерил диаметр. В итоге он оказался геологически активным небесным телом - ядро Титана согревает спутник изнутри, а наружный слой ледяной "коры", расположенный под 400-километровой атмосферой охлажден до -180 °C! В самой же атмосфере львиную долю составляет азот, кислород полностью отсутствует, и еще есть примеси аргона и метана.

Миссия "Кассини" шестикратно пролетала мимо Титана и подробно его исследовала с 2006 года по 2011 год. Форма поверхности спутника при его прохождении по орбите изменялась - поскольку орбита эллиптическая, в моменты минимального приближения к Сатурну Титан становился слегка "вытянутым" из-за приливных горбов, а на максимальном отдалении - практически сферическим. При этом приливные горбы, изменяя диаметр спутника, увеличивали его почти на 10 метров! Это значит, что под твердой корой есть легко подвижный слой.

Скорее всего, это вода, причем целый "титанический" океан! Он может иметь огромную глубину и простираться до 200 километров в глубь от "коры" толщиной в 50 километров. Проявления вулканизма могут быть источниками метана, обнаруженного в большом количестве в верхней атмосфере спутника.

Это должно приводить к возникновению парникового эффекта и повышению температуры в атмосфере спутника. Но в нижних слоях стоит густой оранжевый туман, состоящий из органических молекул, и он хорошо поглощает солнечное излучение и выпускает наружу инфракрасное излучение от поверхности. Этот "антипарниковый" эффект охлаждает поверхность Титана примерно на 10 градусов.

Климат Титана - настоящий ребус для ученых-климатологов. Какова роль метана, спутника нефтяных месторождений на Земле в формировании "титанической" погоды? Предполагают, что моря из этого сжиженного газа могут колыхаться на его ледяной "коре", испаряться и конденсироваться в облака, проливаться метановыми дождями на поверхность.

Тем не менее, этот круговорот метана в атмосфере спутника должен пополняться из глубинных источников (подобно круговороту воды на Земле). Следует заметить, что метан - это летучее и неустойчивое химическое соединение, поэтому-то в атмосфере и были обнаружены многочисленные варианты органических молекул. Спускаемый аппарат "Гюйгенс" позволил создать модель циркуляции атмосферы Титана. Однако еще далеко не все загадки таинственного Спутника Сатурна разгаданы - многие из них по-прежнему ждут тех, кто сможет дать на них исчерпывающие ответы.

Титан один из 62 спутников планеты Сатурн, 6-ой планеты Солнечной системы. Его поверхность похожа на поверхность Земли, на поверхности можно встретить горы и равнины, как на Земле. Но самое главное на Титане найдены реки, озера и даже моря, такой находки ученые не наблюдали больше нигде в Солнечной системе, кроме Земли. Если здесь имеется вода, то он может быть обитаемым. Для того чтобы это узнать, нужно было определить, откуда на спутнике Сатурна взялась вода. После изучения поверхности Титана, исследовательской обсерваторией “Касини”, запущенной из США, штат Флорида в 1997 году, оказалось, что на Титане, как и на Земле, идут дожди.

Титан – Самый крупный спутник Сатурна.

Дожди на спутнике Сатурна сильно отличаются от земных дождей. У дождя Титана капли в двое больше и их скорость падения на поверхность спутника в 10 раз меньше. После подробного и долгого изучения дождя было установлено, что капли состоят не из воды, а из метана. Но это не значит что там нет воды. Вода была обнаружена, но не сразу, ее не искали в камнях, которыми вода стала из-за низкой температуры. Ведь температура на спутнике Сатурна опускается до -180°C

Взяв во внимание то, что метан – это газ, который вырабатывают бактерии, ученые уже выдвинули предположение, что Титан обитаем. Тут мнения ученых разделились: первая половина ученых считает, что здесь могут существовать максимум микроорганизмы; но вот другие ученые абсолютно противоположного мнения и заявляют, что Титан населяет разумная внеземная цивилизация.Мнения ученых сходятся в одном – эта форма жизни абсолютно не похожа не земную. Но пока никакая жизнь не была обнаружена.

На Титане существует плотная атмосфера, что дает возможность существования жизни. Эта атмосфера очень похожа на земную, есть только небольшое отличие – у Земли 1/3 воздуха это кислород, а 2/3 это азот. У титана воздух состоит почти из чистого азота, для человека это благоприятный газ не опасный для дыхания. Давление воздуха здесь немного больше чем на Земле.

Ученые всего мира работают над программой освоения Титана. На сегодня главная задача- построить космический корабль, для отправления его на спутник Сатурна. В дальнейшем, если это будет нужно, он может стать запасной планетой для людей, но до этого еще далеко. Все что сейчас нам остается это только размышлять на эту тему и изучать спутник Сатурна.

Теория о внеземной жизни.

Если говорить о возможности внеземной жизни и верить в теорию о , которая говорит о том, что наша Вселенная не уникальна и существует множество других Вселенных, похожих на нашу, но немного отличаются. Если верить в эту теорию, то внеземная жизнь может существовать совсем не там, где мы ищем. Другая форма жизни может существовать на нашей планете, но в параллельной Вселенной.