Charakteristika, složení, dráha, pohyb titanu (satelitu)

3637
Jonah Lester

Titan Je to jeden ze satelitů planety Saturn a největší ze všech. Jeho povrch je ledový, je větší než Merkur a má nejhustší atmosféru ze všech satelitů ve sluneční soustavě.. 

Ze Země je Titan viditelný pomocí dalekohledu nebo dalekohledu. Byl to Christian Huygens (1629-1695), holandský astronom, který v roce 1655 poprvé spatřil satelit dalekohledem. Huygens to nenazval Titanem, ale jednoduše Měsíc Saturni, což v latině znamená „Saturnův měsíc“. 

Obrázek 1. Titan obíhající kolem Saturnu. Obraz je Cassini. Zdroj: NASA.

Jméno Titan, odvozené z řecké mytologie, navrhl John Herschel (1792-1871), syn Williama Herschela, v polovině 19. století. Titáni byli bratry Cronose, otce doby Řeků, což odpovídá Saturnům Římanů.

Jak vesmírné mise prováděné během poslední poloviny 20. století, tak pozorování Hubblova kosmického dalekohledu značně zvýšily znalosti o tomto satelitu, který je sám o sobě fascinujícím světem. 

Za prvé, na Titanu existují meteorologické jevy podobné těm na Zemi, jako jsou větry, výpar a déšť. Ale se zásadním rozdílem: na Titanu se na nich významně podílí metan, protože tato látka je součástí atmosféry a povrchu.

Navíc má sklon své osy otáčení Titan, který si užívá roční období, i když doba trvání se liší od doby Země..

Z tohoto důvodu a také kvůli své vlastní atmosféře a své velké velikosti je Titan někdy popisován jako miniaturní planeta a vědci se zaměřili na to, aby ji lépe poznali, aby zjistili, zda ukrývá nebo je schopen ukrývat život..

Rejstřík článků

  • 1 Obecná charakteristika
    • 1.1 Velikost
    • 1.2 Hustota
    • 1.3 Atmosféra
    • 1.4 Žádné magnetické pole
    • 1.5 Déšť
    • 1.6 Shrnutí hlavních fyzikálních vlastností Titanu
  • 2 Složení
    • 2.1 Atmosféra na Titanu
    • 2.2 Atmosférické plyny
    • 2.3 Uhlovodíky
  • 3 Jak pozorovat Titan
  • 4 Orbit
  • 5 Rotační pohyb
  • 6 Vnitřní struktura
  • 7 Geologie
  • 8 Reference

Obecná charakteristika

Velikost

Titan je druhý největší satelit, druhý za Ganymedem, obrovským měsícem Jupitera. Ve velikosti je větší než Merkur, protože malá planeta má průměr 4879,4 km a průměr Titanu 5149,5 km..

Obrázek 2. Porovnání velikostí Země, Měsíce a Titanu, vlevo dole. Zdroj: Wikimedia Commons. Apollo 17 Obrázek celé Země: NASA Teleskopický snímek úplňku: Gregory H. Revera Obrázek Titanu: NASA / JPL / Space Science Institute / Public domain

Titan má však ve svém složení velké procento ledu. Vědci to vědí díky jeho hustotě.

Hustota

Pro výpočet hustoty tělesa je nutné znát jak jeho hmotnost, tak jeho objem. Hmotnost Titanu lze určit pomocí třetího Keplerova zákona, stejně jako údajů poskytnutých vesmírnými misemi..

Ukazuje se, že hustota titanu je 1,9 g / cm3, docela menší než na skalnatých planetách. To znamená pouze to, že Titan má ve svém složení velké procento ledu - nejen vody, led může být vyroben z jiných látek..

Atmosféra

Družice má hustou atmosféru, něco vzácného ve sluneční soustavě. Tato atmosféra obsahuje metan, ale hlavní složkou je dusík, stejně jako se to děje v zemské atmosféře..

Nemá v sobě vodu ani oxid uhličitý, ale jsou přítomny i jiné uhlovodíky, protože sluneční světlo reaguje s methanem, čímž vznikají další sloučeniny, jako je acetylen a etan..

Žádné magnetické pole

Pokud jde o magnetismus, Titanu chybí vlastní magnetické pole. Vzhledem k tomu, že je na okraji Saturnových radiačních pásů, mnoho vysoce energetických částic stále dosahuje povrchu Titanu a jeho fragmentových molekul..

Hypotetický cestovatel, který dorazí na Titan, by našel povrchovou teplotu řádově -179,5 ° C a možná nepohodlný atmosférický tlak: jeden a půlnásobek hodnoty tlaku Země na hladině moře.

Déšť

Na Titanu prší, protože metan kondenzuje v atmosféře, i když tento déšť často nedosáhne země, protože se před dosažením země částečně odpaří..

Shrnutí hlavních fyzikálních charakteristik Titanu

Složení

Planetární vědci z hustoty Titanu, což je zhruba dvojnásobek hustoty vody, usuzují, že satelit je napůl skála a napůl led..

Horniny obsahují železo a křemičitany, zatímco led není celá voda, i když pod zmrzlou vrstvou kůry je směs vody a amoniaku. Na Titanu je kyslík, ale spojený s vodou v podpovrchu.

Uvnitř Titanu, stejně jako na Zemi a v jiných tělesech sluneční soustavy, jsou radioaktivní prvky, které při rozpadu na jiné prvky produkují teplo..

Je důležité si uvědomit, že teplota na Titanu se blíží trojnásobnému bodu metanu, což naznačuje, že tato sloučenina může existovat jako pevná látka, kapalina nebo plyn, která hraje stejnou roli jako voda na Zemi..

To potvrdila sonda Cassini, která dokázala sestoupit na povrch satelitu, kde našla vzorky odpařování této sloučeniny. Detekovala také oblasti, ve kterých se rádiové vlny slabě odrážejí, analogicky s tím, jak se odrážejí v jezerech a pozemských oceánech..

Tyto tmavé oblasti na rádiových snímcích naznačují přítomnost těl kapalného metanu o šířce mezi 3 a 70 km, i když k definitivní podpoře této skutečnosti je zapotřebí více důkazů..

Atmosféra na Titanu

Holandský astronom Gerard Kuiper (1905-1973) v roce 1944 potvrdil, že Titan má svou vlastní atmosféru, díky čemuž má satelit charakteristickou oranžovo-hnědou barvu, kterou lze vidět na obrázcích.

Později, díky údajům zaslaným misí Voyager na počátku 80. let, bylo zjištěno, že uvedená atmosféra je poměrně hustá, i když díky vzdálenosti přijímá méně slunečního záření..

Má také vrstvu smogu, který otupuje povrch a ve kterém jsou v suspenzi částice uhlovodíků.. 

V horních vrstvách atmosféry Titanu se vyvíjejí větry až 400 km / h, ačkoli přiblížení k povrchu je panorama o něco klidnější.

Atmosférické plyny

Pokud jde o složení, atmosférické plyny sestávají z 94% dusíku a 1,6% metanu. Zbytek složek jsou uhlovodíky. Toto je nejcharakterističtější rys, protože kromě zemské atmosféry žádný jiný ve sluneční soustavě neobsahuje dusík v takovém množství.

Metan je skleníkový plyn, jehož přítomnost brání dalšímu poklesu teploty Titanu. Vnější vrstva, složená z široce rozptýlených plynů, je však reflexní a působí proti skleníkovému efektu..

Uhlovodíky

Mezi uhlovodíky pozorovanými na Titanu, akrylonitril, v koncentraci až 2,8 dílů na milion (ppm), detekovaných spektroskopickými technikami.

Je to sloučenina široce používaná při výrobě plastů a podle vědců je schopna vytvářet struktury podobné buněčným membránám.

Ačkoli byl akrylonitril zpočátku detekován v horních vrstvách atmosféry Titanu, předpokládá se, že se může dobře dostat na povrch, kondenzovat ve spodních vrstvách atmosféry a poté srážet deštěm.. 

Kromě akrylonitrilu jsou na Titanu tholiny nebo tholiny, zvědavé sloučeniny organické povahy, které se objevují, když ultrafialové světlo fragmentuje metan a odděluje molekuly dusíku. 

Výsledkem jsou tyto složitější sloučeniny, o nichž se věří, že existovaly na rané Zemi. Byly detekovány na ledových světech za pásem asteroidů a vědci jsou schopni je vyrobit v laboratoři..

Taková zjištění jsou velmi zajímavá, i když podmínky satelitu nejsou vhodné pro pozemský život, zejména kvůli extrémním teplotám.

Jak pozorovat Titan

Titan je ze Země viditelný jako malý světelný bod kolem obřího Saturnu, ale je nutná pomoc nástrojů, jako jsou dalekohledy nebo dalekohledy..

I tak si není možné všimnout mnoha podrobností, protože Titan nesvítí natolik jako galilejské satelity (velké satelity Jupitera).

Navíc velká velikost a jas Saturn může někdy skrýt přítomnost satelitu, takže je třeba hledat okamžiky největší vzdálenosti mezi těmito dvěma, aby se satelit odlišil..

Obíhat

Titanu trvá téměř 16 dní, než se otočí kolem Saturnu, a tato rotace je synchronní s planetou, což znamená, že vždy vykazuje stejnou tvář..

Tento jev je velmi častý u satelitů ve sluneční soustavě. Náš Měsíc je například také v synchronní rotaci se Zemí..

Obrázek 3. Červeně zvýrazněná oběžná dráha Titanu spolu s oběžnou dráhou hlavních satelitů Saturnu: Hyperion a Iapetus jsou nejvzdálenější k Titanu, zatímco nejvnitřnější jsou v tomto pořadí: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus a Mimas. Zdroj: Wikimedia Commons. ! Originál: Drťová hromada Vektor: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

To je způsobeno slapovými silami, které nejen zvedají kapalné hmoty, což je účinek, který je na Zemi nejvíce oceňován. Jsou také schopni zvedat kůru a deformovat planety a satelity..

Přílivové síly postupně zpomalují rychlost satelitu, dokud se orbitální rychlost nevyrovná rychlosti otáčení..

Rotační pohyb

Synchronní rotace Titanu znamená, že jeho perioda rotace kolem jeho osy je stejná jako doba na oběžné dráze, tj. Přibližně 16 dní..

Na Titanu jsou stanice kvůli naklonění osy otáčení o 26 ° vzhledem k ekliptice. Ale na rozdíl od Země by každý vydržel asi 7,4 roku..

V roce 2006 sonda Cassini přinesla snímky ukazující déšť (z metanu) na severní pól Titanu, událost, která by znamenala začátek léta na severní polokouli satelitu, kde se předpokládá, že existují metanová jezera..

Déšť by způsobil růst jezer, zatímco na jižní polokouli by jistě vyschly přibližně ve stejnou dobu.

Vnitřní struktura

Následující diagram ukazuje vrstvenou vnitřní strukturu Titanu, vytvořenou shromážděním důkazů získaných z pozorování Země a navíc z misí Voyager a Cassini:

-Jádro složené z vody a silikátů, i když je také zpracována možnost vnitřnějšího kamenitého jádra na bázi silikátů.

-Různé vrstvy ledu a kapalné vody s amoniakem

-Nejvzdálenější ledová kůra.

Obrázek 4. Vnitřní struktura Titanu podle teoretických modelů. Zdroj: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Diagram také ukazuje hustou atmosférickou vrstvu pokrývající povrch, ve které vyniká výše uvedená vrstva organických sloučenin tholinového typu, a nakonec vnější a řídkou vrstvu smogu..

geologie

Sonda Cassini, která přistála na Titanu v roce 2005, zkoumala satelit pomocí infračervených kamer a radaru schopných proniknout do husté atmosféry. Snímky ukazují rozmanitou geologii. 

Ačkoli byl Titan vytvořen spolu se zbytkem členů sluneční soustavy před něco málo přes 4,5 miliardy let, jeho povrch je mnohem novější, podle odhadů zhruba 100 milionů let. To je možné díky velké geologické aktivitě..

Obrázky odhalují ledové kopce a hladké povrchy tmavší barvy.

Existuje několik kráterů, protože geologická aktivita je vymaže krátce poté, co se vytvoří. Někteří vědci prohlásili, že povrch Titanu je podobný arizonské poušti, ačkoli místo skály zaujímá led.

Na místě sestupu sondy byly nalezeny jemně zaoblené ledové hřebeny, jako by je už dávno formovala tekutina.

Existují také kopce lemované kanály, které jemně sestupují na rovinu a metanová jezera popsaná výše, stejně jako ostrovy. Tato jezera jsou první stabilní kapalná tělesa nalezená na místě mimo samotnou Zemi a nacházejí se poblíž pólů.

Obrázek 5. Obrázek Titanu pořízený sondou Huygens ve výšce 10 km. Zdroj: ESA / NASA / JPL / University of Arizona / Public domain.

Úleva obecně není na Titanu příliš výrazná. Nejvyšší hory dosahují podle údajů výškoměru asi kilometr nebo dva výšky..

Kromě těchto vlastností jsou na Titanu duny způsobené přílivem a odlivem, které zase generují silný vítr na povrchu satelitu..

Ve skutečnosti se všechny tyto jevy vyskytují na Zemi, ale velmi odlišným způsobem, protože na Titanu nahradil metan metan a ten je také mnohem dále od Slunce.. 

Reference

  1. Eales, S. 2009. Planety a planetární systémy. Wiley-Blackwell.
  2. Kutner, M. 2003. Astronomie: fyzická perspektiva. Cambridge University Press.
  3. Astrobiologický ústav NASA. NASA zjistila, že Měsíc Saturn obsahuje chemikálie, které by mohly vytvářet „membrány“. Obnoveno z: nai.nasa.gov.
  4. Astrobiologický ústav NASA. Co na světě jsou tholiny? Obnoveno z: planetary.org.
  5. Pasachoff, J. 2007. Kosmos: Astronomie v novém tisíciletí. Třetí edice. Thomson-Brooks / Cole.
  6. Seeds, M. 2011. Sluneční soustava. Sedmé vydání. Cengage Learning.
  7. Věda denně. Důkazy o měnících se ročních obdobích, déšť na severním pólu Saturnu na Titanu. Obnoveno z: sciencedaily.com.
  8. Wikipedia. Titan (měsíc). Obnoveno z: en.wikipedia.org.

Zatím žádné komentáře