Новые исследования девяти кратеров самой большой луны Сатурна дают более подробную информацию о том, как выветривание влияет на эволюцию поверхности — и что лежит под ней.
Ученые использовали данные миссии НАСА"Кассини", чтобы исследовать ударные кратеры на поверхности Титана, раскрывая больше деталей, чем когда-либо прежде, о том, как развиваются кратеры и как погода влияет на изменения на поверхности гигантской луны Сатурна.
Как и Земля, Титан имеет плотную атмосферу, которая действует как защитный экран от метеороидов; между тем эрозия и другие геологические процессы эффективно стирают кратеры, образованные метеороидами, которые достигают поверхности. В результате гораздо меньше столкновений и кратеров, чем на других лунах. Тем не менее, поскольку удары всколыхивают то, что лежит под ними, и обнажают его, ударные кратеры Титана открывают многое.
Новое исследование показало, что они могут быть разделены на две категории: те, что находятся на полях дюн вокруг экватора Титана, и те, что находятся на обширных равнинах в средних широтах (между экваториальной зоной и полюсами). Их расположение и состав взаимосвязаны: кратеры среди дюн на экваторе полностью состоят из органического материала, в то время как кратеры на равнинах средней широты представляют собой смесь органических материалов, водяного льда и небольшого количества метаноподобного льда.
Оттуда ученые сделали еще один шаг вперед и обнаружили, что кратеры на самом деле развиваются по-разному, в зависимости от того, где они находятся на Титане.
Некоторые из новых результатов подтверждают то, что ученые знали о кратерах — что смесь органического материала и водяного льда создается теплом удара, а затем эти поверхности омываются метановым дождем. Но в то время как исследователи обнаружили, что процесс очистки происходит на равнинах средней широты, они обнаружили, что это не происходит в экваториальной области; вместо этого эти области воздействия быстро покрываются тонким слоем песчаных отложений.
Это означает, что атмосфера и погода Титана не просто формируют поверхность Титана; они также управляют физическим процессом, который влияет на то, какие материалы остаются открытыми на поверхности, выяснили авторы.
“Самая захватывающая часть наших результатов заключается в том, что мы нашли доказательства динамической поверхности Титана, скрытой в кратерах, что позволило нам сделать вывод об одной из самых полных историй сценария эволюции поверхности Титана на сегодняшний день”, - сказала Анезина Соломониду, научный сотрудник ЕКА (Европейское космическое агентство) и ведущий автор нового исследования. “Наш анализ дает больше доказательств того, что Титан остается динамичным миром и в наши дни”.
Раскрытие Секретов
В новой работе, опубликованной недавно в журнале Astronomy & Astrophysics, использовались данные видимых и инфракрасных приборов на борту космического аппарата Cassini, который работал с 2004 по 2017 год и провел более 120 полетов луны размером с Меркурий.
“Местоположение и широта, кажется, раскрывают многие тайны Титана, показывая нам, что поверхность активно связана с атмосферными процессами и, возможно, с внутренними”, - сказал Соломониду.
Ученые стремятся узнать больше о потенциале Титана для астробиологии, которая изучает происхождение и эволюцию жизни во Вселенной. Титан-это океанический мир с морем воды и аммиака под его корой. И пока ученые ищут пути для перемещения органического материала с поверхности в океан под ними, ударные кратеры предлагают уникальное окно в недра.
Новое исследование также показало, что одно место удара, называемое кратером Селк, полностью покрыто органикой и не тронуто дождевым процессом, который очищает поверхность других кратеров. Селк на самом деле является целью миссии НАСА "Стрекоза", которая должна стартовать в 2027 году; винтокрылый спускаемый аппарат будет исследовать ключевые вопросы астробиологии, поскольку он ищет биологически важную химию, подобную ранней Земле до появления жизни.
НАСА впервые столкнулось с Титаном вблизи около 40 лет назад, 12 ноября 1980 года, когда космический аппарат агентства "Вояджер-1" пролетел на расстоянии всего 2500 миль (4000 километров). Снимки "Вояджера" показали плотную непрозрачную атмосферу, а данные показали, что на поверхности может присутствовать жидкость (она была — в виде жидкого метана и этана), и указывали на то, что на Титане возможны пребиотические химические реакции.
Управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, "Кассини" был орбитальным аппаратом, который наблюдал Сатурн более 13 лет, прежде чем исчерпал свой запас топлива. Миссия погрузила его в атмосферу планеты в сентябре 2017 года, отчасти для защиты лун, которые потенциально могут содержать условия, пригодные для жизни.
Миссия "Кассини-Гюйгенс" - совместный проект НАСА, ЕКА и Итальянского космического агентства. JPL, подразделение Калифорнийского технологического института в Пасадене, руководит миссией для Управления научной миссии НАСА в Вашингтоне. JPL спроектировал, разработал и собрал орбитальный аппарат Cassini.