El verano de Titán - la luna más grande de Saturno
Hermanos de Titán debe estar celoso. Mientras que la mayoría de las lunas de Saturno muestran sus rostros antiguos pockmarked por miles de cráteres, Titán - la luna más grande de Saturno - puede parecer mucho más joven de lo que realmente se debe a sus cráteres están siendo borrados. Dunas de arena exótica, hidrocarburos son poco a llenar de manera constante en sus cráteres, según una nueva investigación con observaciones de la nave Cassini de la NASA .
Esta imagen tomada con el instrumento de radar de la Cassini muestra dos cráteres en Titán: el cráter Sinlap (izquierda), que es un cráter relativamente "fresco", con una relación de profundidad a diámetro cercano a lo que vemos en Ganímedes y Soi (a la derecha ), un cráter muy degradada, con una profundidad muy pequeña en comparación con cráteres similares en Ganímedes. Estos cráteres son ambos a unos 80 kilómetros (casi 50 millas) de diámetro. La imagen Sinlap fue tomada el 15 de febrero de 2005.
La imagen de Soi es un mosaico de dos imágenes del 21 de mayo de 2009 y el 22 de julio 2006 Crédito:. Catalina Neish / NASA / JPL-Caltech / ASI / GSFC
La imagen de Soi es un mosaico de dos imágenes del 21 de mayo de 2009 y el 22 de julio 2006 Crédito:. Catalina Neish / NASA / JPL-Caltech / ASI / GSFC
"La mayoría de los satélites de Saturno - los hermanos de Titán -. Tiene miles y miles de cráteres en su superficie, lo que va en Titán, el 50 por ciento de la superficie que hemos visto en alta resolución, sólo hemos encontrado unos 60 cráteres, "dijo Catherine Neish, un radar asociado del equipo Cassini con base en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Md." Es posible que haya muchos más cráteres en Titán, pero no son visibles desde el espacio, ya que están tan erosionadas. normalmente Estimamos la edad de la superficie de un planeta, contando el número de cráteres en ella (más cráteres significa una superficie mayor). Pero si los procesos como la erosión del arroyo o la deriva dunas de arena que están llenando, es posible que la superficie es mucho mayor que lo que parece. "
"Esta investigación es la primera estimación cuantitativa de la cantidad del tiempo en Titán ha modificado su superficie", añade Neish.
Titán es la única luna del sistema solar con una atmósfera densa, y el único mundo además de la Tierra sabe que tiene lagos y océanos en su superficie. Sin embargo, con una temperatura superficial fría de alrededor de menos 290 grados Fahrenheit (94 grados Kelvin), la lluvia que cae de los cielos de Titán no es agua, sino de metano líquido y etano en su lugar, los compuestos que normalmente son los gases de la Tierra.
Neish y su equipo hicieron el descubrimiento al comparar los cráteres en Titán a cráteres en la luna de Júpiter Ganímedes. Ganímedes es la luna gigante con una corteza de hielo de agua, similar a Titán, por lo que los cráteres de las dos lunas debe tener formas similares. Sin embargo, Ganímedes casi no tiene atmósfera y por lo tanto no hay viento o la lluvia para erosionar la superficie.
"Encontramos que los cráteres en Titán estaban en cientos promedio de yardas (metros) menores que la cráteres de tamaño similar a Ganímedes, lo que sugiere que algún proceso en Titán está llenando sus cráteres", dice Neish, quien es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado línea en la revista Icarus 03 de diciembre 2012.
El equipo utilizó la tendencia profundidad promedio-contra-diámetro de los cráteres de Ganímedes derivados de imágenes estéreo de la nave espacial Galileo de la NASA. La misma tendencia para cráteres en Titán se calculó utilizando las estimaciones de la profundidad del cráter a partir de datos derivados de imágenes realizadas por el instrumento de radar de la Cassini.
La atmósfera de Titán es principalmente nitrógeno con rastros de metano y otras moléculas más complejas formadas por hidrógeno y carbono (hidrocarburos). La fuente de metano de Titán sigue siendo un misterio porque el metano en la atmósfera se divide en escalas de tiempo relativamente cortas por la luz solar. Los fragmentos de moléculas de metano luego se recombinan en hidrocarburos más complejos en la atmósfera superior, formando una espesa niebla anaranjada que oculta la superficie de la vista. Algunas de las partículas más grandes con el tiempo de lluvia se ha sobre la superficie, en la que aparecen para ser unidas entre sí para formar la arena.
"Desde la arena parece ser producido a partir del metano atmosférico, Titan debe haber tenido metano en su atmósfera durante al menos varios cientos de millones de años en el fin de llenar los cráteres de los niveles que estamos viendo", dice Neish. Sin embargo, los investigadores estimar la oferta actual de metano de Titán debe ser degradado por la luz solar dentro de decenas de millones de años, por lo que Titán sea tenido mucho más metano en el pasado, o que se repone de alguna manera.
Los miembros del equipo dicen que es posible que otros procesos podrían llenan los cráteres en Titán: la erosión del flujo de metano líquido y etano por ejemplo. Sin embargo, este tipo de meteorización tiende a llenar un cráter rápidamente al principio, después más lentamente a medida que el borde del cráter se desgasta hacia abajo y menos pronunciada. Si la erosión líquida fueron los principales responsables del relleno, entonces el equipo se espera ver una gran cantidad de cráteres parcialmente llenos en Titán. "Sin embargo, este no es el caso", dice Neish. "En su lugar vemos cráteres en todas las etapas, y algunos más que empezar a rellenar, algunos hasta la mitad, y algunos que son casi completamente lleno Esto sugiere un proceso como la arena arrastrada por el viento, que llena los cráteres y otras características a un ritmo constante.".
Todos los materiales sólidos en un flujo de estrés muy lentamente con el tiempo. Esto se llama flujo viscoso, y es como lo que ocurre cuando alguien toma una cucharada de una nueva bañera de crema batida - el material fluye lentamente a llenar el agujero y aplanar la superficie. Cráteres en satélites helados tienden a ser menos profunda con el tiempo como fluye el hielo viscoso, por lo que es posible que algunos de los cráteres poco profundos en Titán son simplemente mucho más viejo o experimentado un flujo de calor más altos que los de tamaño similar, nuevos cráteres en Ganimedes estudiados en este trabajo .
Sin embargo, la corteza de Titán es principalmente hielo de agua y en las extremadamente bajas temperaturas de Titán, el hielo no debe fluir lo suficiente para dar cuenta de una gran diferencia en la profundidad con respecto al cráteres Ganímedes, según el equipo. También, al igual que la erosión del arroyo, la deformación del flujo viscoso tiende a pasar rápidamente al principio y luego más lentamente a medida que se ajusta el material, por lo que uno esperaría ver una gran cantidad de cráteres parcialmente llenos en Titán, si su superficie se deforma fácilmente por flujo viscoso.
Como Cassini vuela más allá de Titán en su gira de varios años de Saturno y sus lunas, el instrumento de radar se acumula gradualmente hasta un mapa de la superficie. Hasta la fecha, el instrumento ha proporcionado datos de tiras que cubren aproximadamente el 50 por ciento de la superficie de Titán. Los cráteres medidos por el equipo se encuentran a unos 30 grados de la línea ecuatorial, una región relativamente seco en Titán.
"Sin embargo, la presencia de líquidos en la superficie y en el subsuelo cercano también puede causar una amplia modificación de la forma del cráter, como se observa en la Tierra", dice Neish. "En el caso de Titán, líquidos consisten de hidrocarburos, ya sea como sedimentos húmedos (tales como los observados en el sitio de aterrizaje de Huygens) o ambientes marinos poco profundos (tales como los lagos observados en los polos norte y sur). Cráteres formados en ambientes similares en la Tierra carecen de cualquier topografía de la superficie significativa, incluyendo la ausencia de un borde elevado, como sedimentos húmedos caída en el cráter. Es posible que la falta de topografía asociados con los impactos marina-diana puede ayudar a explicar la relativa escasez de cráteres de impacto observados cerca los polos de Titán. Si las regiones polares de Titán están saturados por los hidrocarburos líquidos, los cráteres se formaron en esas regiones pueden carecer de cualquier expresión topográfica reconocible ".
El equipo cree que estas consideraciones son buenas zonas para más investigación, pero en base a los datos hasta el momento, la diferencia de profundidad entre cráteres en Titán y Ganímedes se explica mejor mediante la cumplimentación de la arena arrastrada por el viento, a pesar de la erosión de los líquidos y el flujo viscoso podría contribuir a la modificación de los cráteres de Titán.
La misión Cassini de la NASA, dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California, y el Programa Postdoctoral NASA, administrado por Oak Ridge Associated Universities, financió la investigación.
La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y ASI, la Agencia Espacial Italiana. JPL, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, dirige la misión para el Directorio de Misiones Científicas de la NASA, Washington. El orbitador Cassini fue diseñado, desarrollado y ensamblado en el JPL. El instrumento radar fue construido por el JPL y la Agencia Espacial Italiana, en colaboración con miembros del equipo de los EE.UU. y varios países europeos.