הלוויין של איזה כוכב לכת הוא טיטניום. גילויו של טיטאן והקצאת שם

השני בגודלו במערכת השמש אחרי גנימד (צדק). מבחינת המבנה שלו, גוף זה דומה מאוד לכדור הארץ. גם האטמוספירה שלו דומה לשלנו, ובשנת 2008 התגלה אוקיינוס ​​תת קרקעי גדול על טיטאן. מסיבה זו, מדענים רבים מציעים שהלוויין המסוים הזה של שבתאי יהפוך למשכן האנושות בעתיד.

טיטאן הוא לוויין בעל מסה השווה לכ-95 אחוז מהמסה של כל שבתאי. כוח הכבידה הוא בערך שביעית מזה שעל כדור הארץ. זהו הלוויין היחיד במערכת שלנו שיש לו אטמוספירה צפופה. חקר פני השטח של טיטאן קשה בגלל שכבת העננים העבה. הטמפרטורה היא מינוס 170-180 מעלות, והלחץ על פני השטח גבוה פי 1.5 מזה של כדור הארץ.

ישנם אגמים, נהרות וימים של אתאן ומתאן על טיטאן, וכן הרים גבוהים, המורכבים בעיקר מקרח. לפי ההנחות של כמה מדענים, סביב ליבת האבן, שקוטרה מגיע ל-3,400 קילומטרים, יש כמה שכבות קרח עם סוגי התגבשות שונים, ואולי גם שכבה אחת של נוזל.

במהלך המחקר על טיטאן, התגלה אגן פחמימנים ענק - ים קראקן. שטחו הוא 400,050 קמ"ר. לפי חישובי מחשב ותמונות שצולמו מחללית, הרכב הנוזל בכל האגמים הוא בערך הבא: אתאן (כ-79%), פרופאן (7-8%), מתאן (5-10%), מימן ציאניד ( 2-3%), אצטילן, בוטאן, בוטן (כ-1%). לפי תיאוריות אחרות, החומרים העיקריים הם מתאן ואתאן.

טיטאן הוא לוויין עם אטמוספירה בעובי של כ-400 קילומטרים. הוא מכיל שכבות של "ערפיח" פחמימניים. מסיבה זו, לא ניתן לראות את פני השטח של גוף שמימי זה באמצעות טלסקופ.

כוכב הלכת טיטאן מקבל מעט מאוד אנרגיה מהשמש כדי לתמוך בדינמיקה של תהליכים באטמוספירה. מדענים הציעו שהאנרגיה לתנועה של מסות אטמוספריות מסופקת על ידי השפעת הגאות החזקה של כוכב הלכת שבתאי.

סיבוב ומסלול

רדיוס מסלולו של טיטאן הוא 1,221,870 קילומטרים. בחוץ יש לוויינים של שבתאי כמו היפריון ואיפטוס, ובפנים - מימאס, תטיס, דיונה, אנצלדוס. מסלולו של טיטאן עובר בחוץ

הלוויין עושה מהפכה שלמה סביב כוכב הלכת שלו בחמישה עשר יום, עשרים ושתיים שעות וארבעים ואחת דקות. מהירות המסלול היא 5.57 קילומטרים לשנייה.

כמו רבים אחרים, הירח טיטאן מסתובב באופן סינכרוני ביחס לשבתאי. המשמעות היא שזמן הסיבוב שלו סביב כוכב הלכת וסביב צירו חופף, וכתוצאה מכך טיטאן מופנה תמיד מצד אחד לשבתאי, לכן, על פני הלוויין יש נקודה שבה שבתאי תמיד נראה להיות תלוי בשיא.

ציר הסיבוב של שבתאי מוטה על כוכב הלכת עצמו והלוויינים שלו. לדוגמה, הקיץ האחרון ב-Titan הסתיים ב-2009. יתרה מכך, משך כל עונה הוא כשבע שנים וחצי, שכן כוכב הלכת שבתאי עושה מהפכה מלאה סביב כוכב השמש תוך שלושים שנה.

שם לוויין:טִיטָן;

קוטר: 5152 ק"מ;

שטח פנים: 83,000,000 קמ"ר;

נפח: 715.66 × 10 8 ק"מ³;

משקל: 1.35 × 10 23 ק"ג;

אֲטִימוּת לִהיוֹת: 1880 ק"ג/מ"ר;

תקופת רוטציה: 15.95 ימים;

תקופת המחזור: 15.95 ימים;

מרחק משבתאי: 1 161 600 ק"מ;

מהירות מסלול: 5.57 קמ"ש;

אורך משווני: 16,177 ק"מ;

נטיית מסלול: 0.35 מעלות;

מוּאָץ. נפילה חופשית: 1.35 מ'/מ"ר;

טִיטָן- הלוויין הגדול ביותר של שבתאי, כמו גם הלוויין השני בגודלו במערכת השמש. במשך זמן רב האמינו כי טיטאן הוא הירח הגדול ביותר במערכת השמש. מרגע המחקר המודרני, מדענים שמו לב לגודלו של ירח צדק גנימד, שרדיוס שלו (2634 ק"מ) גדול ב-58 ק"מ מזה של טיטאן (2576 ק"מ). הירח של שבתאי לא רק גדול יותר משאר הירחים, אלא אפילו מחלק מכוכבי הלכת. לדוגמה, הרדיוס של כוכב הלכת הראשון מהשמש, מרקורי, הוא 2440 ק"מ, שהם 136 ק"מ פחות מרדיוס טיטאן, וכוכב הלכת האחרון של מערכת השמש, פלוטו, קטן פי 10 מהלוויין בנפחו. . גודל טיטאןבין כוכבי הלכת הוא קרוב למאדים (רדיוס 3390 ק"מ), והנפחים שלהם הם ביחס של 1:2.28 (לטובת מאדים). בנוסף, טיטאן הוא הגוף הצפוף ביותר מבין כל הלוויינים של שבתאי. והמסה של הירח הגדול ביותר גדולה מיתר הירחים של שבתאי גם יחד. טיטאן מהווה יותר מ-95% מהמסה של כל ירחי שבתאי. זה קצת כמו היחס בין מסת השמש לכל שאר הגופים במערכת השמש. כאשר מסת הכוכב מהווה יותר מ-99% מהמסה של מערכת השמש כולה. צפיפות ומסהטיטניום 1880 ק"ג / מ"ק ו-1.35 × 10 23 ק"ג דומה לירחים של צדק - גנימד (1936 ק"ג / מ"ק, 1.48 × 10 23 ק"ג) וקליסטו (1834 ק"ג / מ"ק, 1.08 × 10 23 ק"ג).
טיטאן הוא הירח העשרים ושניים של שבתאי. מסלולו רחוק יותר מדיונה, תטיס ואנקלדוס, אך קרוב כמעט פי שלושה ממסלולו של יאפטוס. טיטאן ממוקם מחוץ לטבעות שבתאי במרחק של 1,221,900 ק"מ ממרכז כוכב הלכת ולא קרוב יותר מ-1,161,600 ק"מ מהשכבות החיצוניות של האטמוספירה של שבתאי. הלוויין עושה מהפכה מלאה בכמעט 16 ימי כדור הארץ, או ליתר דיוק ב-15 ימים, 22 שעות ו-41 דקות, עם מהירות ממוצעת של 5.57 קמ"ש. זה מהיר פי 5.5 מסיבוב הירח סביב כדור הארץ. כמו הירח וירחים רבים אחרים של כוכבי לכת במערכת השמש, טיטאן מסתובב בסנכרון עם כוכב הלכת כתוצאה מכוחות גאות ושפל. המשמעות היא שתקופות הסיבוב סביב צירו והסיבוב סביב שבתאי חופפות, והלוויין מופנה תמיד לכוכב הלכת באותו צד. בטיטאן, כמו בכדור הארץ, יש חילופי עונות, שכן ציר הסיבוב של שבתאי נוטה ביחס לקו המשווה שלו ב-26.73 מעלות. אף על פי כן, כוכב הלכת כל כך רחוק מהשמש (1.43 מיליארד ק"מ) שעונות אקלים כאלה נמשכות 7.5 שנים כל אחת. כלומר, חורף, אביב, קיץ וסתיו על שבתאי והלוויינים שלו, כולל טיטאן, מתחלפים כל 30 שנה - זה כמה זמן צריך מערכת שבתאילעטוף לחלוטין את השמש.

טיטאן, כמו כל שאר הלוויינים הגדולים של מערכת השמש, התגלה בימי הביניים. למרות שהאופטיקה והטלסקופים של אותה תקופה היו נחותים בהרבה מאלו המודרניים, בכל זאת, ב-25 במרץ 1655, האסטרונום כריסטיאן הויגנסהוא הצליח להבחין בגוף בהיר ליד שבתאי, שכפי שקבע, מופיע כל 16 ימים באותו מקום על הדיסק של שבתאי ולכן מסתובב סביב כוכב הלכת. לאחר ארבע מהפכות כאלה, ביוני 1655, כאשר לטבעות שבתאי הייתה נטייה נמוכה ביחס לכדור הארץ ולא הפריעו לתצפית, הויגנס סוף סוף וידא שגילה את הלוויין של שבתאי. מאז המצאת הטלסקופ, זו הייתה הפעם השנייה שהתגלה לוויין, 45 שנים לאחר הגילוי. גלילאוארבעת הירחים הגדולים ביותר של צדק. במשך כמעט מאתיים שנה, ללוויין לא היה שם ספציפי. השם האמיתי של טיטאן הוצע על ידי ג'ון הרשל, אסטרונום ופיזיקאי אנגלי, בשנת 1847, לכבוד אחיו של קרונוס, טיטאן.

גודלו של טיטאן (משמאל למטה) בהשוואה לירח (משמאל למעלה) ולכדור הארץ (מימין).

טיטניום קטן פי 15 מכדור הארץ ופי 3.3 מהירח

אווירה ואקלים

טיטאן הוא הלוויין היחיד במערכת השמש עם אטמוספירה צפופה ועבה למדי. הוא מסתיים בגובה של כ-400 ק"מ משטח הלוויין, הגבוה פי 4.7 מהאטמוספירה של כדור הארץ (הגבול המותנה בין מעטפת האוויר של כדור הארץ לחלל נלקח ליין כיסיםבגובה של 85 ק"מ מפני כדור הארץ). לאטמוספירה של טיטאן יש מסה ממוצעת של 4.8 × 10 20 ק"ג, שהיא כבדה כמעט פי 100 מהאוויר של כדור הארץ (5.2 × 10 18 ק"ג). אף על פי כן, בגלל כוח הכבידה החלש, תאוצת הכבידה על הלוויין היא רק 1.35 מ'/מ"ר - חלשה פי 7.3 מכוח הכבידה של כדור הארץ, ולכן, כאשר ירידת הלחץ על פני השטח של טיטאן עולה רק ל-146.7 קפ"ש (רק 1.5). פעמים האטמוספירה של כדור הארץ). האטמוספירה של טיטאן דומה מאוד לזו של כדור הארץ. גם השכבות התחתונות שלו מחולקות ל הטרופוספירה והסטרטוספירה... בטרופוספירה הטמפרטורה יורדת עם הגובה, מ-179 מעלות צלזיוס על פני השטח ול-203 מעלות צלזיוס בגובה 35 ק"מ (בכדור הארץ, הטרופוספירה מסתיימת בגובה של 10-12 ק"מ). טרופופוזה נרחבת משתרעת עד לגובה של 50 ק"מ, שם הטמפרטורה נשארת כמעט קבועה. ואז הטמפרטורה מתחילה לעלות עוקפת את הסטרטוספירה והמזוספרה - כ-150 ק"מ מפני השטח. V יונוספירהבגובה של 400-500 ק"מ הטמפרטורה עולה לרמה מקסימלית של כ-120-130 מעלות צלזיוס.

מעטפת האוויר של טיטאן מורכבת כמעט כולה מ-98.4% חנקן, 1.6% הנותרים הם מתאן וארגון, השוררים בעיקר באטמוספרה העליונה. גם בזה נראה הלוויין הכוכב שלנוכי טיטאן וכדור הארץ הם הגופים היחידים במערכת השמש, שהאטמוספרות שלהם הן בעיקר חנקן (על פני כדור הארץ, ריכוז החנקן הוא 78.1%). לטיטניום אין שדה מגנטי משמעותי; לכן, השכבות העליונות של מעטפת האוויר רגישות מאוד לרוח השמש ולקרינה קוסמית. V אווירה עליונה, בהשפעת קרינת השמש האולטרה סגולה, מתאן וחנקן יוצרים תרכובות פחמימנים מורכבות. חלקם מכילים לפחות 7 אטומי פחמן. אם תרד ל פני השטח של טיטאןוהסתכל למעלה, השמיים יהיו כתומים, שכן השכבות הצפופות של האטמוספירה לא ששות לשחרר את קרני השמש. כמו כן, תרכובות אורגניות, כולל אטומי חנקן באטמוספרה העליונה, יכולות ליצור צבע כזה של האוויר.

השוואה בין האטמוספרה של כדור הארץ לאטמוספירה של טיטאן. האוויר של שני הגופים הוא בעיקר

מורכב מחנקן: טיטניום - 94.8%, כדור הארץ - 78.1%. גם בשכבות האמצעיות

הטרופוספירה של טיטאן, בגובה של 8-10 ק"מ מכילה כ-40% מתאן, אשר

מתעבה בלחץ לענני מתאן. ואז אל פני השטח

יורד גשם מתאן נוזלי, כמו מים על כדור הארץ

תמונת מצב של טיטאן מחללית קאסיני. אַטמוֹספֵרָה לוויין לכן

צפוף ואטום, מה שלא מאפשר לראות את פני השטח מהחלל

נושא מעניין לדיון על טיטאן הוא ללא ספק אקלים לווייני... הטמפרטורה ליד פני השטח של טיטאן היא בממוצע -180 מעלות צלזיוס. בשל האווירה הצפופה והאטומה, הפרש הטמפרטורות בין הקטבים לקו המשווה הוא 3 מעלות בלבד. טמפרטורות נמוכות כאלה ולחצים גבוהים מנוגדים להמסה של קרח מים, וכתוצאה מכך למעשה אין מים באטמוספרה. על פני השטח, האוויר מורכב כמעט כולו מחנקן, וככל שהוא עולה, ריכוז החנקן יורד, ותכולת האתאן C 2 H 6 ומתאן CH 4 עולה. בגובה של 8-16 ק"מ, הלחות היחסית של גזים עולה ל-100% ומתעבה לזרימה ענני מתאן ואתאן... הלחץ על טיטאן מספיק כדי לשמור על שני היסודות הללו לא במצב גזי, כמו על כדור הארץ, אלא במצב נוזלי. מעת לעת, כאשר העננים צוברים לחות מספקת, על פני השטח של טיטאן, כמו המשקעים של כדור הארץ, נופלים. גשם אתאן-מתאןויוצרים נהרות שלמים, ימים ואפילו אוקיינוסים מ"גז" נוזלי. במרץ 2007, במהלך מפגש קרוב עם הלוויין, החללית קאסיני גילתה כמה אגמי ענק ליד הקוטב הצפוני, הגדול שבהם מגיע ל-1000 ק"מ באורך וניתן להשוות בשטח ל ליד הים הכספי... על פי מחקר בדיקה וחישובי מחשב, אגמים כאלה מורכבים מיסודות פחמן-מימן כגון אתאן C 2 H 6 -79%, מתאן CH 4 -10%, פרופאן C 3 H 8 -7-8%, וכן קטן תכולת מימן ציאניד 2-3% וכ-1% בוטילן. אגמים וימים כאלה, בלחץ האטמוספרי של כדור הארץ (100 kPa או 1 atm), יתפוגגו תוך שניות והופכים לענני גז. חלק מהגזים, כמו פרופאן ואתאן, יישארו בתחתית מכיוון שהם כבדים יותר מהאוויר, ומתאן יעלה מיד למעלה ויתפזר באטמוספרה. בטיטאן זה שונה לגמרי. טמפרטורות נמוכות ולחץ גבוהים פי 1.5 מאלו של כדור הארץ שומרים על חומרים אלה בצפיפות מספקת למצב נוזלי. מדענים אינם שוללים את העובדה שחיים על ירח שבתאי בים ואגמים כאלה עשויים בהחלט להתקיים. על פני כדור הארץ, החיים נוצרו עקב האינטראקציה והפעילות של מים נוזליים, על עֲנָקבמקום מים, אתאן ומתאן עשויים לשרת. ברור שאנחנו לא מדברים על חיות גדולות ואפילו קטנות, אלא על אורגניזמים מיקרוסקופיים ופשוטים ביותר. למשל, חיידקים שסופגים מימן מולקולרי וניזונים מאצטילן ומשחררים מתאן בתהליך. איך בעלי חיים יבשתיים נושמים חמצן ומוציאים פחמן דו חמצני.
רוּחַעל פני הלוויין, המהירות שלו חלשה מאוד, לא יותר מ-0.5 מ' לשנייה, אבל היא עולה כשהיא עולה. כבר בגובה של 10-30 ק"מ, הרוחות נושבות במהירות של 30 מ' לשנייה וכיוונן עולה בקנה אחד עם כיוון הסיבוב של הלוויין. בגובה של 120 ק"מ מפני השטח, הרוח הופכת לסופות מערבולת חזקות והוריקנים שמהירותן עולה ל-80-100 מטר בשנייה.

סקירה כללית של הפנורמה של טיטאן כפי שנראתה על ידי האמן. אגם מתאן מוקף סלעי

למבני הרים יש צבע צהוב כהה או חום בהיר ומשתלבים יפה

עם שמיים כתומים, כמו הים הכחול - עם אטמוספירה כחולה של כדור הארץ

המרכיבים העיקריים במחזור והאינטראקציה של האטמוספרה הם מתאן ואתאן,
שיכול להיווצר במעיים של טיטאן ולהיזרק לאוויר כאשר
התפרצות געשית. באטמוספרה התחתונה הם מתעבים לנוזל
ויוצר עננים ואז יורד אל פני השטח כמו גשמי מתאן ואתאן

משטח ומבנה

פני השטח של טיטאן, כמו רוב הירחים של שבתאי, מחולקים לאזורים כהים ובהירים, המופרדים זה מזה על ידי גבולות ברורים. כמו כדור הארץ, פני הלוויין מחולקים לאזורי יבשה - יבשות וחלק נוזלי - אוקיינוסים וימים העשויים מ"גזים" נוזליים מתאן ואתאן. באזור המשווני הקרוב באזור הבהיר נמצאת היבשת הגדולה ביותר של טיטאן - Xanadu... זוהי יבשת ענקית, בגודל של אוסטרליה, היא גבעה, המורכבת מרכסי הרים. רכסי ההרים של היבשת מתנשאים לגובה של יותר מ-1 ק"מ. על המדרונות שלהם, כמו נחלים ארציים, נהרות נוזלים זורמים למטה, נוצרים על משטחים שטוחים אגמי מתאן... חלק מהסלעים השבריריים יותר נתונים לשחיקה, ומגשמי מתאן וזרמים של מתאן נוזלי הזורמים במורדות הנחלים נוצרות בהרים בהדרגה מערות. האזור האפל של טיטאן נוצר עקב הצטברות של חלקיקי אבק פחמימני הנופלים מהשכבות העליונות של האטמוספירה, נשטפים בגשמי מתאן מהגבעות ומובאים לאזורי קו המשווה על ידי רוחות.

קשה מאוד לומר בדיוק מה המבנה הפנימי של טיטאן. ממוקם כנראה במרכז גרעין מוצקמסלע, 2/3 מרדיוס טיטאן (כ-1700 ק"מ). מעל הליבה נמצא מַעֲטֶהמורכב מקרח מים צפוף ומתאן הידרט. בשל כוחות הגאות והשפל של שבתאי ולוויינים סמוכים, ליבת הלוויין מתחממת, והאנרגיה שנוצרת בפנים דוחפת סלעים חמים אל פני השטח. בנוסף, כמו בכדור הארץ, מתרחשת התפרקות רדיואקטיבית של יסודות כימיים במעיים של טיטאן, המשמשת כאנרגיה נוספת להתפרצויות געשיות.

באפריל 1973 שוגרה חללית של נאס"א לעבר כוכבי הלכת הענקים. "פיוניר-11"... שישה חודשים לאחר מכן, הוא ביצע תמרון כבידה סביב צדק והמשיך לכיוון שבתאי. ובספטמבר 1979, הגשושית עברה 354,000 ק"מ מהאטמוספירה החיצונית של טיטאן. התכנסות זו סייעה למדענים לקבוע שטמפרטורת פני השטח נמוכה מכדי לתמוך בחיים. שנים לאחר מכן וויאג'ר 1התקרב ללוויין ב-5600 ק"מ, עשה הרבה תמונות באיכות גבוהה למדי של האטמוספירה, קבע את המסה והגודל של הלוויין, כמו גם כמה מאפיינים מסלוליים. בשנות ה-90, באמצעות האופטיקה העוצמתית של טלסקופ האבל, נחקרה האטמוספירה של טיטאן ביתר פירוט - במיוחד ענני מתאן... מדענים מצאו שמתאן גזי, כמו אדי מים, רטוב בשכבות העליונות והופך למצב נוזלי. ואז, בצורה זו, הוא נופל אל פני השטח כמשקעים.

השלב האחרון והמשמעותי יותר בחקר טיטאן הוא המשימה של תחנת החלל הבין-פלנטרית" קאסיני-הויגנס"... הוא ביצע את הטיסה הראשונה שלו על פני טיטאן ב-26 באוקטובר 2004 במרחק של 1200 ק"מ בלבד מפני השטח. במרחק כה קרוב, הבדיקה אישרה את נוכחותו של נהרות ואגמים מתאן... חודשיים לאחר מכן, ב-25 בדצמבר, נפרד הויגנס מהגשושית החיצונית והחל בצלילה של ארבע מאות קילומטרים דרך השכבות האטומות של האטמוספירה של טיטאן. הירידה נמשכה שעתיים ו-28 דקות. במהלך תקופה זו, המכשירים על הסיפון זיהו אובך מתאן צפוף (שכבות ענן) בגובה של 18-19 ק"מ, שבו הלחץ האטמוספרי היה כ-50 kPa (0.5 atm). הטמפרטורה החיצונית בתחילת הירידה הייתה -202 מעלות צלזיוס, בעוד שעל פני השטח של טיטאן היא הייתה בערך -180 מעלות צלזיוס. כדי למנוע התנגשות פגיעה עם פני הלוויין, הרכב ירד על מצנח מיוחד. בפיקוח על טיסה בחלל, שצפה בטביעתו של הויגנס, קיווה מאוד לראות מתאן נוזלי על פני השטח. אבל המנגנון, בניגוד לרצונות, צלל על קרקע מוצקה.

פרויקט העתיד שנקרא "משימת מערכת טיטאן שבתאי ". זו תהיה ההפלגה הראשונה אי פעם

מחוץ לכדור הארץ. המכשיר יגלוש במרחבי האוקיינוס ​​מנוזל

מתאן ולהתפעל מהשקיעה של שבתאי הענק עם הטבעות שלו

שלוש תצוגות של טיטאן מירחו של שבתאי על ידי חללית קאסיני. שמאל: בצבעים טבעיים, שנוצרו מתמונות שצולמו בשלושה פילטרים הרגישים לאור אדום, ירוק וסגול. כמו זה טיטניום ייראה כמוהו לעין האנושית. מרכז: תמונה קרובה לאינפרא אדום המציגה את פני השטח. מימין: קומפוזיציה של צבע שגוי מתמונה אחת גלויה ושתי תמונות אינפרא אדום. אזורים ירוקים מופיעים במקום שבו יכל קאסיני לראות את פני השטח; אדום מייצג אזורים הנמצאים בסטרטוספירה של טיטאן. התקבל ב-16 באפריל 2005 במרחקים מ-168,200 עד 173,000 ק"מ. מקור: נאס"א / JPL.

תמונה של טיטאן מוויאג'ר 2, צולמה ב-23 באוגוסט 1981, במרחק של 2.3 מיליון ק"מ. חצי הכדור הדרומי נראה בהיר יותר, פס נראה בבירור בקו המשווה וצווארון כהה בקוטב הצפוני. כל הלהקות הללו קשורות למחזור העננים באטמוספירה של טיטאן. מקור: נאס"א / JPL.

השוואה בין הגדלים של כדור הארץ וטיטאן

.

זהו הירח השני בגודלו במערכת השמש אחריו. טיטאן גדול מכוכב הלכת מרקורי בגודלו אך מחצית המסה שלו. זהו הירח היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה צפופה. הוא חזק פי 10 מכדור הארץ, עם לחץ פני השטח גבוה ב-60%. לפני שחללית קאסיני נכנסה למסלול סביב שבתאי ב-2004, מעט היה ידוע על פני השטח של טיטאן בשל נוכחות של אובך כתום באטמוספירה שלו.

גילויו של טיטאן והקצאת שם

טיטאן התגלה על ידי המדען ההולנדי כריסטיאן הויגנס ב-25 במרץ 1655, והיה הירח הראשון שנמצא בטלסקופ אחרי ארבעה לוויינים גליליים. הויגנס קרא לו בפשטות על ידי הירח של שבתאי... אולם, בהתאם למנהג התקופה, הוא לא הודיע ​​על גילויו. במקום זאת, הוא הסווה את החדשות כאנגרמה. במקביל, באמצעות הפסוק של המשורר אובידיוס "Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris". הוא חרט אותם סביב קצה עדשת הטלסקופ שבה השתמש הויגנס. בפענוח ובתרגום, נכתב באנגרם: "הירח סובב סביב שבתאי כל 16 ימים ו-4 שעות". ערך זה קרוב מאוד לאומדן המודרני של תקופת המסלול של טיטאן.

המדען ג'ון הרשל הציע לתת לירח את השם "טיטאן" בפרסום שלו משנת 1847 תוצאות של תצפיות אסטרונומיות שנעשו בכף התקווה הטובה. במיתולוגיה היוונית, הטיטאנים היו האחים והאחיות של קרונוס, המקבילה היוונית לאל הרומי שבתאי. באותו פרסום, ציין הרשל שישה ירחים נוספים של שבתאי.

האווירה של טיטאן

האפשרות לקיומה של אטמוספירה סביב טיטאן נדונה לראשונה ב-1903. אז הבחין האסטרונום הספרדי חוסה קומאס סולה שהדיסק של טיטאן נראה בהיר יותר במרכזו מאשר בקצוותיו. קיומה של האטמוספירה אושר בשנת 1944 על ידי ג'רארד קויפר באוניברסיטת שיקגו. הוא קבע את נוכחותו של מתאן בספקטרום של טיטאן.

תצפיות נוספות, שנעשו במיוחד עם הגשושיות של וויאג'ר, שטסו באזורים אלה בשנים 1980 ו-1981, ולאחר מכן הגשושית Cassini-Huygens, הראו כי האטמוספירה של טיטאן היא 98.4% חנקן ו-1.6% מתאן, עם כמות קטנה של גזים אחרים , כולל פחמימנים שונים (כגון אתאן, דיאצטילן, מתיל-אצטילן, ציאנו-אצטילן, אצטילן ופרופאן), ארגון, פחמן דו-חמצני, פחמן חד-חמצני, ציאנוגן, מימן ציאניד והליום. בנוסף, טיטאן הוא היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה צפופה ועשירה בחנקן.

מאמינים כי פחמימנים נוצרים באטמוספירה העליונה של טיטאן עקב תגובות הקשורות להתפרקות מתאן בהשפעת אור אולטרה סגול וקרניים קוסמיות. הפוטוכימיה האורגנית הזו יוצרת אובך כתום, שהוא הצפוף ביותר בגובה של כ-300 קילומטרים (200 מייל), אשר מסתיר את פני השטח באורכי גל גלויים וגם משקף כמויות משמעותיות של קרינת אינפרא אדום לחלל, וכתוצאה מכך "אפקט אנטי חממה". ."

עולם קר

טיטאן הוא אחד משני גופי חלל ידועים (השני הוא פלוטו), שטמפרטורת פני השטח שלהם נמוכה יותר (בערך 10K) ממה שהיא תהיה בהעדר אטמוספירה. באווירה של טיטאן יש מגוון רחב של חומרים אורגניים. זו אחת הסיבות שאסטרוביולוגים מתעניינים בטיטאן.

אדם על פני השטח של טיטאן במהלך היום יחווה רק אלפית מהבהירות של אור היום הזמין על פני כדור הארץ. השוואה זו לוקחת בחשבון לא רק את עובי האטמוספירה, אלא גם את המרחק הגדול יותר של טיטאן מהשמש. עם זאת, רמת האור על פני השטח של טיטאן בהירה פי 350 מהאור על פני כדור הארץ מתחת לירח המלא.

כמות המתאן באטמוספירה של טיטאן חייבת להתרוקן כל הזמן. לכן, חייב להיות מנגנון כלשהו על פני השטח שממלא אותו מחדש. הסבר אחד הוא שלטיטאן יש הרי געש פעילים הפולטים מתאן.

משטח טיטניום

לפני הגעת הגשושית Cassini-Huygens ביוני 2004, תצפיות אינפרא אדום של טלסקופ החלל האבל סיפקו מפה של אזורים בהירים וחשוכים בטיטאן, אך אופי המאפיינים הללו נותר לא ברור. ההנחה הייתה כי אוקיינוסים או אגמים של אתאן נוזלי יכולים לכסות את רוב פני הלוויין, וכי מתאן נוזלי עלול לרדת כאן. לפי דגם אחר, האזורים הבהירים שראה האבל יכולים להיות קרח מים. הם שוכבים בשפלה ומסתירים על ידי מולקולות אורגניות מוצקות ונוזליות.

תמונה מפורטת ומדויקת יותר של טיטאן החלה להופיע הודות לתמונות ונתונים אחרים שנשלחו על ידי AMC Cassini-Huygens. במהלך הטיסה הראשונה שלו בטיטאן, קאסיני הראה ענני מתאן ומכתש פגיעה ענק. המאפיין הבולט ביותר היה האזור הבהיר בצורת ענן מצטבר ליד הקוטב הדרומי. רוחבו כ-450 ק"מ וכ-15 ק"מ גובהו. מדידות מהחללית העלו שהעננים מורכבים ככל הנראה מפחמימנים ועשויים להיות קשורים לתכונות פני השטח. קאסיני הראה שחלק מהשינויים בבהירות פני השטח היו מעגליים ואחרים ליניאריים. מספר עצמים קונצנטריים נמצאו גם בקוטב הדרומי.

משימת קאסיני-הויגנס

פסיפס של תשעה ציורים שצולמו כשקסיני טס על פני טיטאן ב-26 באוקטובר 2004, נתן לאסטרונומים את אחת התצוגות המפורטות ביותר של הדיסק המלא של לוויינים. תכונות פני השטח של טיטאן בולטות ביותר במרכז הדיסק, שם לבדיקה הייתה הכי פחות אטמוספירה מתחתיה. לא נמצאו מכתשים גלויים, מה שמרמז כי לירח יש כנראה משטח צעיר המתחדש כל הזמן. אסטרונומים עדיין לא בטוחים אם הדפוסים על פני השטח של טיטאן נגרמות מהתפרצויות געשיות. או שהם מגיעים מתזוזת סלעים על ידי רוח, אבק או אפילו נהרות של פחמימנים נוזליים.

ב-14 בינואר 2005, הגשושית הויגנס ירדה בהצלחה במצנח ונחתה על פני השטח של טיטאן, וסיפקה תמונות מצוינות הן במהלך הירידה והן מהשטח.

לפעמים כדור הארץ הכחול שלנו נקרא כוכב הלכת האוקיינוס. אבל השם הזה מתאים במידה רבה יותר ללוויין המעניין למדי של שבתאי, טיטאן. נמצאו עליו מים, המכסים את פניו באוקיינוס ​​אינסופי. אולי שם, תחת אווירה כתומה ותחת קרום קרח עוצמתי, במעמקי מים קרים, נולדים חיים?

טיטאן הוא הלוויין השני בגודלו במערכת השמש, בקוטר של 5152 קילומטרים. רק ירח צדק של גנימד (5268 קילומטרים בקוטר) עולה עליו בגודלו. טיטאן מקיף את שבתאי במסלול מעט אליפטי, ועצם מסלולו עובר מאחורי הטבעות המפורסמות של כוכב הלכת הענק. הלוויין המעניין הזה של שבתאי התגלה על ידי האסטרונום ההולנדי כריסטיאן הויגנס בשנת 1655, והשם "טיטאן" הפך ידוע ומקובל רק מאז 1847, כאשר פורסם מאמר מאת ג'ון הרשל, שהציע את השם הזה ללוויין הגדול ביותר של שבתאי. .

כמו הירח שלנו, טיטאן מדגים את התופעה של סיבוב סינכרוני ביחס לשבתאי, כלומר, הוא תמיד פונה לכוכב הלכת עם צד אחד. הוא עוקף את הענק תוך 15 ימים, 22 שעות ו-41 דקות, ועושה סיבוב אחד בדיוק סביב ציר הסיבוב שלו. איזון זמני זה נובע מתופעות הגאות והשפל המתרחשות בלוויין עקב כוחות הכבידה.

החללית וויאג'ר חקרה לראשונה את טיטאן, ראתה את האטמוספירה הצפופה והאטומה שלה ומדדה במדויק את קוטרו. כתוצאה מכך, התברר כי מדובר בגוף שמימי פעיל גיאולוגית - הליבה של טיטאן מחממת את הלוויין מבפנים, והשכבה החיצונית של "קרום" הקרח שנמצאת מתחת לאטמוספירה של 400 קילומטר מקוררת ל-180 מעלות צלזיוס. ! באטמוספירה עצמה, חלקו של האריה הוא חנקן, חמצן נעדר לחלוטין, ויש גם זיהומים של ארגון ומתאן.

משימת קאסיני חלפה על פני טיטאן שש פעמים וחקרה אותו בפירוט מ-2006 עד 2011. צורת פני הלוויין השתנתה במהלך מסלולו - מאחר והמסלול הוא אליפטי, ברגעי התקרבותו המינימלית לשבתאי, טיטאן "התארך" מעט בגלל דבשת גאות ושפל, ובמרחק המקסימלי - כמעט כדורי. במקביל, דבשות הגאות והשפל, ששינו את קוטר הלוויין, הגדילו אותו בכמעט 10 מטרים! המשמעות היא שיש שכבה ניתנת להזזה בקלות מתחת לקליפה הקשה.

סביר להניח, אלה מים, ואוקיינוס ​​"טיטני" שלם! יכול להיות לו עומק רב ולהשתרע עד לעומק של עד 200 קילומטרים מה"קרום" בעובי 50 קילומטרים. ביטויים געשיים יכולים להיות מקורות של מתאן המצוי בכמויות גדולות באטמוספירה העליונה של הלוויין.

זה אמור להוביל לאפקט חממה ולעלייה בטמפרטורה באטמוספירה של הלוויין. אבל בשכבות התחתונות יש ערפל כתום סמיך, המורכב ממולקולות אורגניות, והוא סופג היטב את קרינת השמש ומשחרר קרינת אינפרא אדום מפני השטח. אפקט "אנטי חממה" זה מקרר את פני השטח של טיטאן בכ-10 מעלות.

האקלים של טיטאן הוא חידה אמיתית עבור מדעני אקלים. מה תפקידו של מתאן, לוויין של שדות נפט על פני כדור הארץ, בהיווצרות מזג אוויר "טיטני"? מאמינים כי הים של הגז הנוזלי הזה יכולים להתנדנד על "קרום הקרח", להתאדות ולהתעבות לעננים ולשפוך גשמי מתאן על פני השטח.

עם זאת, יש לחדש את מחזור המתאן הזה באטמוספירה של הלוויין ממקורות עמוקים (כמו מחזור המים בכדור הארץ). יש לציין שמתאן הוא תרכובת כימית נדיפה ולא יציבה, וזו הסיבה לכך שנמצאו גרסאות רבות של מולקולות אורגניות באטמוספירה. הנחתת הויגנס אפשרה ליצור דגם של מחזור הדם האטמוספרי של טיטאן. עם זאת, עדיין לא כל תעלומות הלוויין המסתורי של שבתאי נפתרו - רבים מהם עדיין מחכים למי שיוכל לתת להם תשובות מקיפות.

הגשושית Cassini תיעדה שינויים בקצב הסיבוב סביב הציר שלה של הירח הגדול ביותר הזה של שבתאי, כמו גם שחיקת הרוח של פני השטח. הם אפשריים רק בתנאי של ניידות מספקת של הקליפה, הממוקמת על בסיס נוזלי כלשהו. תגלית זו נחשבת לסנסציה במדע.

במשך שנים רבות, אסטרונומים דנו באופן פעיל באפשרות למצוא אוקיינוס ​​מתחת לקרח על אירופה, ירח צדק. האפשרות של קיום אוקיינוס ​​נשקלת בלוויין אחר, גנימד. מדענים רבים מאמינים שיש הרבה יותר אוקיינוסים פנימיים על כוכבי הלכת מאשר חיצוניים. הצהרות כאלה משנות את הרעיון של חיי החלבון של היקום שלנו.

שלא כמו איו, אירופה, גנימד וקליסטו, לטיטאן יש אטמוספירה צפופה המורכבת בעיקר מחנקן. הלחץ שלו גדול בהרבה מהאטמוספירה של כדור הארץ. עננות מתמדת מקשה על חקר פני השטח של הלוויין, אבל הגשושית שנפלה הויגנס דיווחה על הרבה נתונים מעניינים. הוא נפל אל פני השטח, רטוב מגשם הפחמימנים האחרון, מכוסה בשלוליות מתאן רבות.

התמונות הראשונות של טיטאן צולמו בטלסקופ בהרי צ'ילה. פני השטח של לוויין זה מנוקד באגמי מתאן ואתאן. יש לו טבע משלו, מזכיר כלפי חוץ את כדור הארץ. נופים קרים בטמפרטורה נמוכה. סופות רעמים תכופות וגשמי פחמן דו חמצני היורדים על אדמה קפואה. עננים בצבע כתום של הידרטים של תרכובות פחמניות. עכשיו מדענים של העולם רואים את הלוויין של שבתאי - טיטאן "עולם העתיד". כוכב הלכת הלוויין נמצא בשלב ההתפתחות שעבר כדור הארץ לפני מיליארדי שנים.

ואנגה, בעל ראיה רוחנית בולגרית, אמרה שכל החייזרים המגיעים הם מהכוכב השלישי מכדור הארץ, אותו הם מכנים Vamfim. כוכב הלכת הזה הוא שבתאי, או הלוויין טיטאן שלו. הגשושית Cassini שידרה תצלום מפני השטח של שבתאי המראה מערבולת משושה באטמוספירה של כוכב הלכת. צורתו יוצאת הדופן היא מסתורית. לדוגמה, על צדק המערבולות הן סגלגלות במראה.

מדענים התעניינו זה מכבר בכוכבי לכת בעלי כוח משיכה דומה לזה של כדור הארץ. זה מה זה טיטאן. מתחת להרים קפואים ונהרות פחמימנים, יש לו מעטה מימי. תרכובות אורגניות באטמוספירה של לוויין זה אולי אינן היחידות. אולי חפצי חלבון מורכבים יותר חיים אי שם במעמקים. קר מאוד מתחת למעטפת הקרח. על פני השטח של טיטאן, מינוס 180 מעלות. עם זאת, ללוויין יש ליבה חמה, עובדה זו עוזרת לאופטימיים להניח את קיומן של צורות חיים מסוימות. קוטרו של טיטאן הוא יותר מ-5,000 קילומטרים, מה שאומר שעובי המעטפת האוקיינוס ​​יכול להיות משמעותי.

סרטון לווין טיטאן

הלוויין טיטאן הוא בסיס חלל נוח, שכן נדרשת מהירות נמוכה מאוד לשיגור מלוויין זה, כ-3 קמ"ש בלבד. מדענים עסוקים במודלים של פני השטח שלו, תוך התחשבות באוקיינוס ​​הפנימי. הם מנסים לחשב את הטמפרטורה המשוערת שלו, בהנחה שהיא הרבה מעל הקפיא בעומק. בהתאם למדדי הטמפרטורה על הפלנטה שלנו, מגוון המינים שלו גדל גם הוא. אותו דבר אפשרי ב-Titan.

במשך יותר משלושים שנה, גילויים מדהימים מתרחשים במערכת השמש שלנו. יש הרבה מים על כוכבי הלכת. לדוגמה, נפטון, במלוא מובן המילה, מצדיק את שמו לאור הנתונים המדעיים המודרניים. יש גם מים מתחת לדיונות האדמדמות של מאדים. העולם, שנראה לנו כפנטזיה, הוא למעשה די אמיתי.

סרטון על חקר הירח טיטאן של שבתאי: