태양계의 타이탄. 타이탄 - 토성의 가장 큰 위성

티탄- 토성의 가장 큰 위성이자 두 번째로 큰 태양계: 사진, 크기, 질량, 대기, 이름, 메탄 호수, 카시니 연구.

타이탄은 지구를 지배했고 올림픽 신들의 조상이 되었습니다. 그래서 토성의 가장 큰 위성을 타이탄이라고 명명했습니다. 그것은 시스템에서 크기에서 2 위를 차지하고 볼륨에서 수은을 능가합니다.

타이탄은 조밀한 대기층이 부여된 토성의 유일한 위성으로 오랫동안 표면 특징에 대한 연구를 방해했습니다. 이제 표면에 액체가 존재한다는 증거가 있습니다.

위성 타이탄의 발견과 이름

1655년 Christian Huygens는 위성을 발견했습니다. 이 발견은 목성 근처에서 갈릴레오의 발견에서 영감을 받았습니다. 따라서 1650년대. 그는 망원경을 개발하기 시작했습니다. 처음에는 단순히 토성의 달이라고 불렀습니다. 그러나 나중에 Giovanni Cassini는 4개를 더 찾을 것이므로 그는 Saturn IV라는 직책으로 부름을 받았습니다.

현대 이름은 1847년 John Herschel에서 유래했습니다. 1907년, Josell Comas Sola는 타이탄의 어두워짐을 추적했습니다. 이것은 행성이나 별의 중심이 가장자리보다 훨씬 밝게 나타나는 효과입니다. 이것은 위성의 대기를 감지한 최초의 신호였습니다. 1944년 Gerard Kuiper는 분광기를 사용하여 메탄 대기를 발견했습니다.

타이탄 위성의 크기, 질량 및 궤도

반지름은 2576km(0.404 지구)이고 타이탄 위성의 질량은 1.345 x 10 23 kg(0.0255 지구)입니다. 평균 거리는 1,221,870km입니다. 그러나 이심률이 0.0288이고 궤도면의 기울기가 0.378도이므로 위성은 1,186,680km에 접근하고 1,257,060km를 멀어지게 했습니다. 위 사진은 타이탄과 지구, 달의 크기를 비교한 사진입니다.

따라서 타이탄이 어느 행성의 위성인지 배웠습니다.

타이탄은 15일 22시간 동안 궤도 비행을 합니다. 궤도 주기와 축 주기는 동기식이므로 중력 블록에 유지됩니다(한 쪽이 행성으로 향함).

달 타이탄의 구성과 표면

티타늄은 중력 수축으로 인해 밀도가 더 높습니다. 1.88g/cm3의 지수는 얼음과 암석 물질의 비율이 동일하다는 것을 암시합니다. 내부는 3400km를 덮는 암석 코어가 있는 층으로 나뉩니다. 2005년 Cassini 연구는 지하 바다의 존재 가능성을 암시했습니다.

Titan의 액체는 물과 암모니아로 구성되어있어 -97 ° C의 온도 표시에서도 액체 상태를 고정시킬 수 있다고 믿어집니다.

표면층은 비교적 젊고(1억년에서 10억년) 충돌 분화구와 함께 매끄럽게 보입니다. 높이는 150m에 따라 다르지만 1km에 달할 수 있습니다. 이것은 지질학적 과정의 영향을 받은 것으로 믿어진다. 예를 들어, 남쪽에는 길이 150km, 너비 30km, 높이 1.5km의 산맥이 형성되었습니다. 얼음 물질과 메탄 눈 층으로 채워져 있습니다.

파테라소트라는 해발 1000~1500m에 달하는 산맥으로 일부 봉우리에는 화구(Crater)가 있어 기슭에 얼어붙은 용암류가 쌓인 것으로 보인다. 타이탄에 활화산이 있다면 방사성 붕괴에서 오는 에너지에 의해 유발됩니다.

어떤 사람들은 우리 이전이 지질학적으로 죽은 곳이고 표면이 분화구 충돌, 유체 흐름 및 바람 침식으로 인해 생성되었다고 믿습니다. 그러면 메탄은 화산에서 나오는 것이 아니라 차가운 달 내부에서 방출됩니다.

타이탄 위성의 분화구 중 440km에 달하는 2개 구역 미네르바 충돌 분지가 눈에 띕니다. 어두운 무늬로 쉽게 찾을 수 있습니다. Sinlap(60km) 및 Xa(30km)도 있습니다. 레이더 조사로 분화구 형태를 찾을 수 있었습니다. 그 중에는 Guabonito의 90km 링이 있습니다.

과학자들은 극저온 화산의 존재에 대해 이론화했지만, 지금까지 용암 흐름처럼 보이는 길이 200m의 표면 구조만이 이것을 암시했습니다.

채널은 구조 활동을 암시할 수 있습니다. 이는 우리 앞에 젊은 구조물이 있음을 의미합니다. 아니면 오래된 곳인지. UV 뷰에 나타나는 물 얼음과 유기 화합물의 패치인 어두운 영역을 찾을 수 있습니다.

달 타이탄의 메탄 호수

토성의 위성인 타이탄은 탄화수소 바다, 메탄 호수 및 기타 탄화수소 화합물로 주목받고 있습니다. 그들 중 다수는 극지방 근처에서 발견됩니다. 하나는 15,000km 2의 면적과 7m의 깊이를 포함합니다.

그러나 가장 큰 것은 북극의 크라켄입니다. 면적은 400,000km2이고 깊이는 160m이며 높이 1.5cm, 속도 0.7m/s의 작은 모세관파도 관찰할 수 있었습니다.

북극에 더 가까운 곳에 위치한 리게이아 해(Sea of ​​Ligeia)도 있습니다. 면적은 126,000km2입니다. 2013년 NASA가 처음으로 신비한 물체인 Magic Island를 발견한 곳입니다. 이후에는 사라지고 2014년에는 다른 모습으로 다시 나타날 것입니다. 이는 거품이 올라오는 계절적 특성으로 생각됩니다.

대부분의 호수는 극 근처에 집중되어 있지만 비슷한 형태가 적도선에서도 발견되었습니다. 일반적으로 분석에 따르면 호수는 표면의 몇 퍼센트만 덮고 있으며 이것이 타이탄이 지구보다 훨씬 건조한 이유입니다.

타이탄의 분위기

타이탄은 지금까지 태양계에서 엄청난 양의 질소와 함께 조밀한 대기를 가진 유일한 위성입니다. 게다가 1.469kPa의 압력으로 지구의 밀도를 능가합니다.

들어오는 햇빛을 차단하는 불투명한 안개로 표현됩니다(금성을 연상케 함). 달의 중력은 낮기 때문에 대기는 지구보다 훨씬 큽니다. 성층권은 질소(98.4%), 메탄(1.6%) 및 수소(0.1%-0.2%)로 채워져 있습니다.

타이탄의 대기에는 에탄, 아세틸렌, 디아세틸렌, 프로판 및 메틸아세틸렌과 같은 미량의 탄화수소가 포함되어 있습니다. 두꺼운 주황색 스모그를 생성하는 UV 광선에 의한 메탄 분해로 인해 상층에 형성되는 것으로 믿어집니다.

우리에 비해 달은 태양열의 1%만 받기 때문에 표면 온도는 -179.2°C에 이릅니다. 이 경우 얼음에는 낮은 압력이 부여됩니다. 메탄으로 인한 온실 효과가 없다면 Titan은 훨씬 더 시원할 것입니다.

햇빛을 반사하는 안개는 온실 효과에 반대합니다. 시뮬레이션은 복잡한 유기 분자가 위성에 나타날 수 있음을 보여주었습니다.

뜨거운 행성 코로나

천문학자 Valery Shematovich는 행성의 가스 껍질, 대기의 뜨거운 입자 및 타이탄 발견에 대한 연구에 대해 다음과 같이 설명합니다.

타이탄 위성의 거주 가능성

타이탄은 복잡한 유기 화학과 액체 상태의 지하 바다 가능성이 있는 프로바이오틱 환경으로 인식됩니다. 모델에 따르면 이러한 환경에서 UV 광선을 추가하면 톨린과 같은 복잡한 분자와 물질이 형성될 수 있습니다. 그리고 에너지를 추가하면 5개의 뉴클레오티드 염기도 생성됩니다.

많은 사람들은 위성이 지구와 유사한 화학 진화 과정을 활성화하기에 충분한 유기 물질을 포함하고 있다고 믿습니다. 이것은 물을 필요로 하지만 생명은 지하 바다에서 생존할 수 있습니다. 즉, 토성의 위성인 타이탄에 생명체가 나타날 수 있습니다.

그러한 형태는 극한의 조건에서 생존할 수 있어야 합니다. 그것은 모두 내층과 상층 사이의 열 교환에 달려 있습니다. 메탄 호수의 생명체 존재를 배제하지 마십시오.

가설을 테스트하기 위해 여러 모델을 만들었습니다. 대기는 상층에 많은 양의 분자 수소가 있음을 보여주며, 이는 표면에 가까워질수록 사라집니다. 낮은 수준의 아실렌은 또한 탄화수소를 소비하는 유기체를 나타냅니다.

2015년에 연구원들은 특정 달 조건에서 액체 메탄에서 기능할 수 있는 세포막을 만들기까지 했습니다. 그러나 NASA에서 이러한 실험은 가설로 간주되며 아실렌과 수소 수준에 더 의존합니다.

또한 실험은 여전히 ​​​​생명에 대한 세속적 인 아이디어와 관련이 있으며 Titan은 다릅니다. 위성은 태양에서 훨씬 더 멀리 떨어져 있으며 대기에는 일산화탄소가 없기 때문에 필요한 양의 열을 유지할 수 없습니다.

타이탄 위성 탐사

토성의 고리는 종종 달과 겹치기 때문에 특별한 도구가 없으면 타이탄을 찾기가 어렵습니다. 그러나 밀도가 높은 대기층의 장벽이 있어 표면을 보기가 어렵습니다.

Pioneer 11은 1979년 처음으로 Titan에 접근하여 이미지를 제공했습니다. 그는 달이 너무 추워서 생명체를 지탱할 수 없다고 지적했습니다. 보이저 1호(1980)와 2호(1981)가 밀도, 구성, 온도 및 질량에 대한 데이터를 제공했습니다.

주요 정보 배열은 2004년 시스템에 도착한 Cassini-Huygens 임무에 대한 연구에서 나왔습니다. 이 프로브는 이전에는 인간의 시각으로 접근할 수 없었던 표면 세부 사항과 색상 패치를 캡처했습니다. 그는 또한 바다와 호수에 주목했습니다.

2005년에 Huizens 탐사선이 지표면으로 내려와 지표면을 가까이서 포착했습니다.

그는 또한 침식을 암시하는 어두운 평야의 이미지를 얻었습니다. 표면은 과학자들이 예상했던 것보다 훨씬 더 어두웠습니다.

최근 몇 년 동안 타이탄으로의 복귀에 대해 점점 더 많은 질문이 제기되었습니다. 2009년에 그들은 TSSM 프로젝트를 추진하려고 했지만 EJSM(NASA/ESA)에 의해 우회되었고, 그의 탐사선은 Ganymede와 Europa로 갈 것입니다.

TimeE도 계획되었지만 NASA는 2016년에 InSight를 화성에 발사하는 것이 더 빠르고 저렴할 것이라고 결정했습니다.

2010년에 그들은 우주 생물학 궤도선인 JET의 발사 가능성을 고려했습니다. 그리고 2015년에는 크라켄해에 잠수할 수 있는 잠수함 개발에 나섰다. 그러나 현재로서는 모든 것이 논의 중입니다.

타이탄 달 식민지화

모든 위성 중에서 타이탄은 식민지의 가장 수익성 있는 목표인 것 같습니다.

티타늄에는 메탄, 질소, 물, 암모니아 등 생명을 유지하는 데 필요한 수많은 요소가 있습니다. 그것들은 산소로 변형될 수 있고 심지어 대기를 생성할 수도 있습니다. 압력은 지구보다 1.5배 높으며 밀도가 높은 대기는 우주선을 훨씬 더 잘 보호합니다. 물론 가연성 물질로 가득 차 있지만 폭발에는 엄청난 양의 산소가 필요합니다.

하지만 문제도 있습니다. 중력은 지구의 달의 지표보다 열등하므로 인체는 근육 위축과 뼈 ​​파괴와 싸워야합니다.

-179 ° C의 서리에 대처하는 것은 쉽지 않습니다. 그러나 위성은 탐험가들에게 맛있는 음식입니다. 극한의 조건에서도 살아남을 수 있는 생명체를 만날 확률이 높습니다. 위성이 더 먼 물체에 대한 연구의 시작점이되고 시스템에서 나갈 수도 있기 때문에 아마도 우리는 식민지화에 올 것입니다. 아래는 타이탄 지도와 우주에서 촬영한 고화질 고해상도 사진입니다.

타이탄 표면 지도

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위성 타이탄의 사진

카시니 우주선은 2017년 5월 29일 타이탄의 밤을 사진에 담기 위해 200만km 이내로 접근했습니다. 이 검토는 달의 확장된 대기 성운을 강조하는 데 성공했습니다. 전체 관찰 시간 동안 장치는 다양한 각도에서 위성을 고정하고 대기를 전체적으로 볼 수 있었습니다. 고지대 안개 레이어는 파란색으로 표시되고 주요 안개는 주황색으로 표시됩니다. 색상의 차이는 입자 크기에 따라 다를 수 있습니다. 파란색은 대부분 작은 요소로 표시됩니다. 촬영에는 빨간색, 녹색 및 파란색 필터가 있는 협각 카메라가 사용되었습니다. 축척은 픽셀당 9km입니다. Cassini 프로그램은 ESA, NASA 및 이탈리아 우주국의 공동 개발입니다. 팀은 JPL에 기반을 두고 있습니다. 기내에 있는 두 대의 카메라도 그들이 만든 것입니다. 얻은 사진은 볼더(콜로라도)에서 처리됩니다.

타이탄의 표면은 호이겐스 탐사선이 착륙하는 동안 사진에서 자세히 관찰되었습니다. 그러나 여전히 대부분의 지역은 카시니 장치에 의해 표시되었습니다. 티타늄은 여전히 ​​흥미로운 미스터리입니다. 이 리뷰는 이전 관찰에서 표시되지 않은 새로운 영역을 보여줍니다. 이것은 거의 동일한 4개의 광각 샷을 합성한 이미지입니다.

양치기 친구들	· · · ·

탐사에 적합한 외계 세계의 존재에 관심이 있는 열성적인 과학자의 범주에 대해 잘 알려진 문구: "화성에도 생명체가 있나요, 화성에도 생명체가 있나요?"는 오늘날 더 이상 적합하지 않습니다. 태양계 내에는 이 측면에서 붉은 행성보다 훨씬 더 흥미로운 세계가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 이것의 놀라운 예는 토성의 가장 큰 위성인 타이탄입니다. 이 천체는 우리 행성과 매우 유사하다는 것이 밝혀졌습니다. 오늘날 과학자들이 가지고 있는 정보는 토성의 위성인 타이탄의 생명체가 매우 실제적인 사실이라는 과학적 버전의 존재를 인정합니다.

타이탄이 지구인에게 왜 그렇게 흥미로운가요?

우리 태양계 내에서 지구와 조금이라도 닮은 세계를 찾으려고 수십 년 동안 실패했지만 타이탄에 대한 정보는 과학계에 희망을 주었습니다. 과학자들은 Huygens 자동 탐사선이 태양계에서 가장 큰 위성 중 하나의 표면에 착륙한 2005년부터 이 천체에 관심을 갖게 되었습니다. 다음 72분 동안 우주선의 온보드 사진과 비디오 카메라는 이 물체 표면의 사진과 이 먼 세계에 대한 기타 비디오 자료를 지구로 전송했습니다. 멀리 떨어진 위성에 대한 기기 연구에 할당된 제한된 시간에도 과학자들은 방대한 양의 정보를 얻을 수 있었습니다.

타이탄 표면에 착륙하는 것은 토성과 그 위성을 연구하기 위한 국제 카시니-호이겐스 프로그램의 일환으로 수행되었습니다. 1997년에 시작된 Cassini 로봇 행성간 스테이션은 토성과 이 행성의 주변 지역에 대한 자세한 연구를 위해 ESA와 NASA가 공동 개발한 것입니다. 광활한 태양계를 가로질러 7년 동안 비행한 후, 스테이션은 Huygens 우주선을 타이탄에 전달했습니다. 이 독특한 우주선은 NASA와 이 비행에 대한 높은 기대를 가진 이탈리아 우주국의 공동 노력의 결과입니다.

과학자들이 운영 중인 Cassini 스테이션과 Huygens 탐사선에서 받은 결과는 매우 귀중한 것으로 판명되었습니다. 먼 위성이 지구인의 시선 앞에 거대한 고요한 얼음 영역으로 나타났다는 사실에도 불구하고, 물체 표면에 대한 이후의 상세한 연구는 타이탄의 생각을 바꾸었습니다. Huygens 탐사선의 도움으로 찍은 사진에서 주로 단단한 물 얼음과 유기적 성질의 퇴적층으로 구성된 토성의 위성 표면을 매우 자세하게 확인할 수있었습니다. 먼 위성의 조밀하고 뚫을 수 없는 대기는 지구의 공기 가스 껍질과 거의 동일한 구성을 가지고 있음이 밝혀졌습니다.

미래에 Titan은 과학자들에게 또 다른 심각한 보너스를 주었습니다. 지구 외부의 외계 공간 개발 및 연구 역사상 처음으로 지구 존재 초기에 지구와 동일한 성질의 액체 물질이 발견되었습니다. 천체의 구호는 거대한 바다, 수많은 호수와 바다로 보완됩니다. 이 모든 사실은 우리가 태양계의 또 다른 생명의 오아시스가 될 수 있는 천체를 다루고 있다고 믿을 만한 이유가 됩니다. 토성의 위성의 대기 및 액체 매질 구성에 대한 연구는 유기체의 삶에 필요한 유용한 물질의 존재를 밝혀냈습니다. 이 천체를 연구하는 과정에서 특정 조건하에서 생명체가 타이탄에서 발견될 수 있다고 가정한다.

이와 관련하여 토성의 가장 큰 위성에 대한 후속 연구가 적절합니다. 화성과 함께 인류 문명의 제2의 우주 고향이 될 수 있는 것은 타이탄일 가능성이 높다.

타이탄의 학문적 견해

타이탄의 크기는 태양계의 행성들과 경쟁할 수 있게 해줍니다. 이 천체의 지름은 5152km로 수성(4879km)보다 크고 화성(6779km)보다 약간 작다. 타이탄의 질량은 1.3452 1023 kg으로 우리 행성 질량의 45배입니다. 질량으로 토성의 위성은 태양계에서 두 번째로 목성의 위성인 가니메데에 양보합니다.

인상적인 크기와 무게에도 불구하고 티타늄은 밀도가 1.8798g/cm³에 불과합니다. 비교를 위해 모행성 토성의 밀도는 687 c/m3에 불과합니다. 과학자들은 위성에서 약한 중력장을 확인했습니다. 타이탄 표면의 인력은 지구의 매개변수보다 7배 약하며 자유낙하 가속도는 달에서와 동일합니다(1.88m/s2 대 1.62m/s2).

특징은 우주에서 타이탄의 위치입니다. 토성의 가장 큰 위성은 토성의 고리 영역 밖에 있는 5.5km/s의 속도로 타원 궤도로 모행성 주위를 회전합니다. 타이탄에서 토성 표면까지의 평균 거리는 122만 2000km입니다. 이 전체 시스템은 태양에서 10억 4,700만km 떨어진 곳에 위치하며, 이는 우리 중심 별과 지구 사이의 거리의 9.5배입니다.

우리의 위성과 마찬가지로 "토성의 달"은 항상 한쪽으로 향하고 있습니다. 이것은 모행성을 중심으로 한 타이탄의 공전 주기와 자체 축을 중심으로 한 위성의 회전이 동기화되기 때문입니다. 그것의 가장 큰 위성은 지구에서 15일 만에 토성 주위를 완전히 회전합니다. 토성과 그 위성은 황도축에 대한 회전축의 경사각이 상당히 높기 때문에 타이탄 표면에는 계절이 있습니다. 토성의 위성에서 지구 7.5년마다 여름은 추운 겨울 기간으로 대체됩니다. 천문 관측에 따르면, 가을은 오늘날 토성을 향하고 있는 타이탄 쪽에 있습니다. 곧 인공위성은 모행성 뒤에서 태양 광선으로부터 숨을 것이고 타이타닉 가을은 길고 혹독한 겨울로 대체될 것입니다.

위성 표면의 온도는 영하 140~180도입니다. Huygens 우주 탐사선에서 얻은 데이터는 흥미로운 사실을 밝혀냈습니다. 극지방과 적도의 온도 차이는 3도에 불과합니다. 이것은 타이탄 표면에 햇빛이 미치는 영향을 방지하는 조밀한 대기의 존재로 설명됩니다. 고밀도 대기에도 불구하고 타이탄에는 낮은 온도로 인해 액체 침전이 없습니다. 겨울에는 위성 표면이 에탄, 수증기 입자 및 암모니아로 인한 눈으로 덮여 있습니다. 이것은 우리가 타이탄에 대해 알고 있는 것 중 극히 일부에 불과합니다. 토성의 가장 큰 위성에 대한 흥미로운 사실은 문자 그대로 천문학, 기후학, 빙하학에서 미생물학에 이르기까지 모든 분야에 관한 것입니다.

모든 영광의 타이탄

최근까지 토성의 위성에 대한 대부분의 정보는 1980년에 7000km 거리를 지나쳐 지나간 보이저 탐사선의 육안 관찰에 기초한 것이었다. 허블 망원경은 이 우주 물체에 대한 비밀의 베일을 약간 열었습니다. 위성의 표면에 대한 아이디어를 얻으려면 밀도와 두께면에서 금성과 지상 공기 가스 껍질에 이어 두 번째로 밀도가 높은 대기를 허용하지 않았습니다.

2004년 카시니 자동 스테이션의 임무는 이 천체를 지배하는 안개의 베일을 제거하는 데 도움이 되었습니다. 4년 동안 이 장치는 타이탄을 포함한 위성의 순차적인 사진을 수행하면서 토성의 궤도에 있었습니다. Cassini 탐사선의 연구는 적외선 필터와 특수 레이더가 있는 카메라를 사용하여 수행되었습니다. 사진은 위성 표면에서 900-2000km 떨어진 거리에서 다른 각도에서 촬영되었습니다.

타이탄 연구의 절정은 토성의 위성 발견자의 이름을 따서 명명된 호이겐스 탐사선의 표면에 착륙한 것이었습니다. 타이탄 대기의 조밀한 층에 진입한 이 장치는 낙하산으로 2.5시간 동안 하강했습니다. 이 기간 동안 프로브 장비는 위성 대기의 구성을 연구하고 150, 70, 30, 15 및 10km 높이에서 표면을 촬영했습니다. 긴 하강 후 우주 탐사선은 타이탄의 표면에 착륙하여 더러운 얼음 속으로 0.2~0.5미터를 파냈습니다. 달에 착륙한 후 Huygens는 위성 표면에서 직접 많은 유용한 정보를 Cassini AMS를 통해 지구로 전송하면서 1시간 넘게 작업했습니다. 카시니 우주선과 호이겐스 탐사선에서 촬영한 이미지 덕분에 연구팀은 타이탄 지도를 만들었습니다. 또한 과학자들은 이제 대기, 지표 기후에 대한 데이터 및 구호의 특징에 대한 자세한 정보를 얻었습니다.

위성 대기

타이탄의 상황에서 과학자들은 태양계의 천체를 연구하고 연구하는 과정에서 처음으로 대기를 자세히 연구하는 기회를 갖게 되었습니다. 예상대로 토성의 위성은 밀도가 높고 잘 발달된 대기를 가지고 있는데, 이는 여러 면에서 지구의 기체 껍질과 비슷할 뿐만 아니라 질량에서도 이를 능가합니다.

타이탄의 대기층 두께는 400km였다. 대기의 각 층에는 고유한 구성과 농도가 있습니다. 가스 구성은 다음과 같습니다.

• 98.6%는 질소 N을 남깁니다.
• 대기 중 1.6%는 메탄입니다.
• 소량의 에탄, 아세틸렌 화합물, 프로판, 이산화탄소 및 일산화탄소, 헬륨 및 시안.

30km 높이에서 시작하여 위성 대기의 메탄 농도는 감소 방향으로 변경됩니다. 위성의 표면에 접근할수록 메탄의 양은 95%로 감소하지만 에탄의 농도는 4-4.5%로 증가합니다.

타이탄 위성의 공기 가스층의 특징은 온실 효과를 방지한다는 것입니다. 대기의 낮은 층에 있는 탄화수소 유기 분자의 존재는 엄청난 농도의 메탄으로 인한 온실 효과를 중화시킵니다. 결과적으로 천체의 표면은 탄화수소의 존재로 인해 고르게 냉각됩니다. 토성의 동일한 과정과 중력장은 타이탄 대기의 순환을 결정합니다. 이러한 그림은 토성의 달 대기에서 활발한 기후 과정의 형성에 기여합니다.

위성의 대기가 지속적으로 무게를 잃고 있다는 점에 유의해야 합니다. 이것은 태양풍과 토성의 중력의 지속적인 영향을 받는 공기 가스 껍질을 유지할 수 없는 천체에 강력한 자기장이 없기 때문입니다. 현재까지 고리 거인의 위성에 대한 대기압은 1.5 기압입니다. 이것은 타이탄 대기의 가스 농도에 따라 변하는 기상 조건에 변함없이 반영됩니다.

Titan에서 날씨를 만드는 주요 작업은 육상 기단과 달리 유기 화합물로 구성된 짙은 구름에 의해 수행됩니다. 토성의 가장 큰 위성에서 강수량의 원인이되는 것은 이러한 대기 형성입니다. 낮은 온도로 인해 천체의 대기는 건조합니다. 극지방에서 구름의 농도가 가장 높게 나타났습니다. 저온으로 인해 대기 중 습도가 매우 낮기 때문에 타이탄에 내리는 강수는 질소, 에탄, 암모니아의 화합물로 구성된 메탄 얼음 결정과 서리입니다.

타이탄의 표면과 구조

토성의 위성에는 흥미로운 분위기만 있는 것이 아닙니다. 그 표면은 지질학의 관점에서 매우 흥미로운 대상입니다. 두꺼운 메탄 담요 아래에서 Huygens 우주 탐사선의 사진 렌즈와 카메라는 수많은 호수와 바다로 분리된 전체 대륙을 발견했습니다. 지구와 마찬가지로 대륙에는 암석과 산이 많고 깊은 균열과 함몰이 있습니다. 그들은 광활한 평야와 계곡으로 대체되었습니다. 천체의 적도 부분에는 탄화수소 입자와 얼음 입자에 의해 광대한 모래 언덕이 형성되었습니다. Huygens 우주 탐사선이 이 모래 언덕 중 하나에 착륙했다고 가정합니다.

살아있는 행성과의 완전한 유사성은 액체 구조의 존재를 추가합니다. 타이탄에서는 근원, 구불구불한 수로, 삼각주가 있는 강이 발견되었습니다. 이미지에서 가져온 데이터에 따르면 타이탄의 일부 강의 수로 길이는 1000km가 넘습니다. Titan의 거의 모든 액체 덩어리는이 천체의 전체 표면적의 최대 30-40 %에 달하는 인상적인 지역을 차지하는 바다 분지와 호수에 집중되어 있습니다.

위성 표면에 액체 매질이 많이 축적되어 있다는 증거는 천문학자들을 오랫동안 혼란스럽게 한 거대한 밝은 점이었습니다. 그 후 타이탄의 밝은 부분은 크라켄 해라고 불리는 거대한 액체 탄화수소 웅덩이라는 것이 증명되었습니다. 면적에 따라 이 가상의 물은 지구에서 가장 큰 호수인 카스피해보다 큽니다. 똑같이 흥미로운 또 다른 대상은 액체 메탄과 에탄의 가장 큰 천연 저장소인 리게이아 해입니다.

Casssini AMS의 작업 덕분에 Titan의 바다와 호수의 액체 환경 구성에 대한 정확한 정보를 얻었습니다. 사진과 컴퓨터 시뮬레이션의 데이터를 사용하여 Titan의 액체 구성은 지상 조건에서 결정되었습니다.

• 에탄은 76-80%이고;
• 타이탄의 바다와 호수의 프로판 6-7%;
• 메탄은 5-10%를 차지합니다.

냉동 가스의 형태로 제공되는 주요 요소 외에도 시안화수소, 부탄, 부텐 및 아세틸렌이 액체에 존재합니다. 타이탄의 주요 물 축적은 지구의 형태와 다소 다른 성질을 가지고 있습니다. 물과 암모니아로 구성된 과열된 얼음의 거대한 퇴적물이 위성 표면에서 발견되었습니다. 표면 아래에 암모니아가 용해된 액체 물로 채워진 광대한 천연 저수지가 있을 수 있다고 가정합니다. 이런 면에서 위성의 내부 구조도 흥미롭다.

오늘날 Titan의 내부 구조에 대해 다양한 버전이 제시되고 있습니다. 지구형 그룹의 모든 행성의 경우와 마찬가지로 태양계의 처음 네 행성에서와 같이 철-니켈이 아닌 단단한 핵을 가지고 있지만 돌을 가지고 있습니다. 직경은 약 3400-3500km입니다. 그런 다음 가장 흥미로운 것이 시작됩니다. 맨틀이 코어 뒤에서 시작되는 지구와 달리 타이탄의 이 공간은 얼음과 메탄 하이드레이트로 이루어진 조밀하게 압축된 층으로 채워져 있습니다. 아마도 개별 레이어 사이에 액체 층이 있을 것입니다. 그러나 차가움과 암석 특성에도 불구하고 위성은 활동 단계에 있으며 지각 과정이 관찰됩니다. 이것은 토성의 거대한 중력에 의해 야기되는 조석력에 의해 촉진됩니다.

타이탄의 가능한 미래

지난 10년 동안 수행된 연구 데이터로 판단하면 인류는 태양계의 독특한 물체를 다루고 있습니다. 세 가지 유형의 활동이 모두 특징 인 지구 외에도 타이탄은 유일한 천체라는 것이 밝혀졌습니다. 토성의 위성에서 지속적인 지질 활동의 흔적이 관찰되어 살아있는 구조 활동을 확인합니다.

타이탄 표면의 특성도 상당 부분 흥미롭습니다. 그 구조, 구성 및 부조는 토성의 달 표면이 끊임없이 움직인다는 사실을 뒷받침합니다. 여기에서는 지구와 마찬가지로 바람과 강수량의 영향으로 토양 침식이 관찰되고 암석이 풍화되고 퇴적물이 퇴적됩니다.

위성 대기의 구성과 위성에서 일어나는 순환 과정은 타이탄의 기후를 형성했습니다. 이 모든 징후는 특정 조건에서 생명체가 타이탄에 존재할 수 있다는 사실을 지지합니다. 당연히 육상 생물과는 다른 형태의 생명체가 되겠지만, 그 존재 자체가 인류에게 엄청난 발견이 될 것이다.

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태양계 연구자들에게 특히 흥미로운 것은 토성의 가장 큰 위성인 타이탄입니다. 그것은 행성의 가장 큰 위성 중 하나입니다. 보이저에 따르면 타이탄의 지름은 5150km입니다. 크기와 질량 면에서 목성의 위성 가니메데보다 약간 열등하고 우리 달보다 약 2배 큽니다.

타이탄은 밀도가 높은 대기를 가진 유일한 위성입니다. 지상 관측에서도 대기 중에 메탄이 ​​존재하는 것으로 알려져 있습니다. 보이저 1호가 수행한 스펙트럼 관측은 메탄의 존재를 확인했지만 동시에 대기 중 메탄의 함량은 약 1%로 적은 반면 대기의 85%는 질소(주로 분자)와 12%의 불활성 아르곤으로 구성되어 있습니다. . 소량의 시안화수소(HCM) - 시안화수소산(매우 강한 독)과 분자 수소가 발견되었습니다.

타이탄 표면의 대기압은 지구 표면 대기압의 약 1.5배입니다. 온도는 약 -180 °C입니다. 이것은 소위 메탄의 삼중점, 즉 고체, 액체 및 기체 상태가 동시에 될 수 있는 온도에 가깝습니다.

아마도 타이탄의 대기는 금성, 지구, 화성이 처음 존재했을 때 가지고 있었던 1차 기체 껍질과 비슷할 것입니다. 그러나 이 행성들과 달리 타이탄에서는 온도가 너무 낮아 대기가 원래 형태로 보존될 수 있습니다. 결과적으로, 그 연구는 행성 대기의 발달 문제를 밝힐 수 있었습니다. 타이탄에 만연한 물리적 조건에서 메탄은 지구에서 물과 같은 역할을 하는 것이 가능합니다. 그리고 이것은 타이탄의 질소 하늘 아래에서 메탄 강이 메탄 빙하에서 흐를 수 있고 메탄 비가 구름에서 떨어질 수 있음을 의미합니다. 이 토성의 위성의 세계는 분명히 예외적으로 독특합니다.

수성보다 크고 대기가 있는 거대한 타이탄을 제외한 모든 위성은 주로 얼음으로 구성되어 있습니다(미마스, 디오네 및 레아에 암석이 일부 혼합되어 있음). Enceladus는 밝기가 독특합니다. 거의 갓 내린 눈처럼 빛을 반사합니다. 따라서 거의 보이지 않는 피비의 가장 어두운 표면. Iapetus의 표면은 특이합니다. 앞쪽(진행 방향) 반구는 뒤쪽과 반사율이 매우 다릅니다. 토성의 모든 큰 위성 중 Hyperion만이 불규칙한 모양을 하고 있는데, 이는 거대한 얼음 운석과 같은 거대한 물체와의 충돌 때문일 수 있습니다. Hyperion의 표면은 심하게 오염되어 있습니다. 많은 위성의 표면은 심하게 분화되어 있습니다. 그래서 Dione의 표면에서 가장 큰 10km 분화구가 발견되었습니다. 미마스의 표면에는 갱도가 너무 높아 사진으로도 선명하게 보이는 분화구가 있다. 분화구 외에도 여러 위성의 표면에 단층, 고랑 및 함몰이 있습니다. 가장 큰 지각 및 화산 활동이 Enceladus에서 발견되었습니다.

이제 모든 사람은 기름 누출이 토양, 강 또는 바다로 흘러 들어가면 모든 생물을 위협한다는 것을 압니다. 그리고 이런 일이 발생하자마자 특별 팀이 오염의 근원을 제거하기 위해 생태 재해 지역으로 긴급 파견됩니다. 그러나 우리가 지구에서, 다른 행성에서 고군분투하고 있는 것이 평범한 자연 환경을 구성할 수도 있고, 아마도 서식지를 구성할 수도 있습니다. 실제로, 광대한 우주에서 행성 세계는 서로 완전히 다를 수 있습니다. 그들에 대한 삶의 형태도 다양 할 수 있습니다. 그리고 그곳에서 미래의 우주 여행자들은 어떤 만남을 갖게 될까요! 그러나 이것은 절망적인 몽상가들에게도 상상하기 어렵습니다. 지구의 기름 바다입니다! 대륙이 기름 바다로 씻겨진 그러한 행성이있을 수 있음이 밝혀졌습니다. 그리고 은하계 깊숙한 곳이 아니라 우리 태양계의 어딘가에 있습니다. 토성의 위성 타이탄은 그러한 이국적인 천체일 수 있습니다.

불행히도 보이저조차도 짙은 안개 때문에 타이탄의 표면을 볼 수 없었습니다. 그리고 Titan 표면의 지상 레이더는 탄화수소 (기름!) Ocean이 거기에서 튀고 있다고 주장했습니다 ...

2005년 카시니 하강 탐사선이 타이탄에 처음으로 착륙했습니다. 과학자들의 과학적 예측은 대체로 정당했다. Titan은 말 그대로 모든 단계에서 메탄을 발견할 수 있는 메탄의 세계인 정말 놀라운 탄화수소의 세계입니다. 그리고 타이탄에는 세계적인 석유 바다가 없었지만 천연 탄화수소 풀의 존재가 배제되지 않았습니다.

토성의 위성은 지구와 가장 유사한 천체인 타이탄이다. 보다 최근에 과학자들은 액체 상태의 물질이 지구 밖에서 처음으로 발견된 사진을 받았습니다. 또한 타이탄에서 지구와 유사한 대기가 발견되었습니다. 이전에는 유명한 과학적 발견이 이미 Titan과 관련이 있었습니다. 예를 들어 2008년 Titan에서 지하 바다가 발견되었습니다. 아마도 화성이 아니라 타이탄이 우리의 미래 집이 될 것입니다.

타이탄은 가니메데 다음으로 태양계에서 두 번째로 큰 위성입니다. 타이탄은 토성의 모든 위성 질량의 95%를 차지합니다. 타이탄의 중력은 지구 중력의 약 7분의 1입니다. 타이탄은 태양계에서 유일하게 대기 밀도가 높은 달이며 두꺼운 구름층으로 인해 표면이 거의 보이지 않는 유일한 위성입니다. 지표면의 압력은 지구 대기의 압력보다 1.6배 높습니다. 온도 - 영하 170-180 °C


타이탄에는 메탄과 에탄으로 이루어진 바다, 호수, 강과 얼음으로 이루어진 산이 있습니다. 아마도 직경이 약 3400km인 암석 코어 주변에는 다양한 유형의 결정화와 아마도 액체 층이 있는 여러 층의 얼음이 있을 것입니다. 많은 과학자들이 지구 표면 아래 바다의 존재에 대한 가설을 제시했습니다. 2005년과 2007년의 Cassini 이미지를 비교하면 풍경 세부 사항이 약 30km 이동한 것으로 나타났습니다. 타이탄은 항상 한쪽이 토성을 향하고 있기 때문에 얼음 지각이 위성의 주요 질량으로부터 전지구적 액체 층에 의해 분리되어 있다는 사실로 이러한 이동을 설명할 수 있습니다. 지각의 움직임은 한 방향(서에서 동쪽으로)으로 회전하고 지각을 끌어당기는 대기의 순환을 유발할 수 있습니다. 지각의 움직임이 고르지 않은 것으로 판명되면 바다의 존재 가설이 확인됩니다. 아마도 암모니아가 용해된 물로 구성되어 있을 것입니다.


이 이론은 2009년 7월 중순 카시니 우주선이 촬영한 타이탄 표면에 반사된 햇빛 사진으로 확인되었습니다. 이 이미지는 2009년 12월 샌프란시스코에서 열린 미국 지구 물리학 학회 연례 회의에서 공개적으로 발표되었습니다.

그 후 과학자들은 감지된 밝은 점이 화산 폭발이나 번개가 아닌 호수 표면의 태양 섬광에 불과하다는 것을 증명하기 위해 많은 시간을 할애해야 했습니다. 추가 분석 결과 과학자들은 감지된 눈부심이 크라켄 해의 거대한 탄화수소 분지에 속해 있음을 알 수 있었습니다. 이는 면적이 400,000제곱킬로미터로 ​​지구상에서 가장 큰 호수 - 카스피해. Cassini 데이터 및 컴퓨터 계산에 따르면 호수의 액체 구성은 다음과 같습니다. 에탄(76-79%). 2위는 프로판(7-8%), 3위는 메탄(5-10%)입니다. 또한 호수에는 2-3%의 시안화수소와 약 1%의 부텐, 부탄 및 아세틸렌이 포함되어 있습니다. 다른 가설에 따르면 주성분은 에탄과 메탄입니다.

카시니가 전파를 이용하여 타이탄의 표면을 연구하는 과정에서 거대한 액체 호수의 흔적을 발견한 이래로 타이탄의 표면에 액체 탄화수소 호수의 존재는 의심의 여지가 없습니다. 이러한 간접적인 데이터를 기반으로 과학자들은 타이탄에서 전 지구적 빙하기와 해빙 주기의 존재를 증명하기까지 했지만, 지금까지 천문학자들은 타이탄의 빽빽한 탄화수소 대기를 뚫고 이 호수를 포착할 수 없었습니다. 처음으로 카시니와 함께 일하는 연구원 팀은 대부분의 호수가 집중된 타이탄의 북반구에서 겨울이 끝나고 표면이 태양 광선에 의해 다시 밝아지기 시작한 지금에서야 이 작업을 수행할 수 있었습니다. 해.


패서디나에 기반을 둔 행성 지질학자 로잘리 로페즈(Rosalie Lopez)는 타이탄의 표면을 자세히 연구한 후 "타이탄의 표면이 지구와 얼마나 닮은지 놀랍다"고 말했다.


타이탄은 지구와 비슷한 대기를 가지고 있습니다. 타이탄의 대기는 두께가 약 400km이고 여러 층의 탄화수소 스모그를 포함하고 있어 타이탄은 태양계에서 망원경으로 표면을 관찰할 수 없는 유일한 위성입니다. 스모그는 또한 태양계 고유의 온실 효과 방지 효과를 담당합니다. 대기는 98.6%의 질소이며, 표면 근처 층에서는 그 함량이 95%로 감소합니다. 따라서 타이탄과 지구는 밀도가 높은 대기와 질소 함량이 우세한 태양계의 유일한 천체입니다. 다이어그램은 타이탄의 구조를 보여줍니다. 이 주제에 이어 화성에서의 삶을 현실로 만들 계획인 Elon Musk와 Elon Musk의 Space X 프로젝트에 대해 읽어보길 권합니다.

타이탄은 대기 과정의 역학을 보장하기 위해 매우 적은 양의 태양 에너지를 받습니다. 토성의 강력한 조석의 영향은 지구의 달이 일으키는 조석보다 400배나 강한 대기 질량을 움직이는 에너지를 제공할 가능성이 있습니다. 타이탄에 널리 퍼져 있는 사구 능선의 위도 위치는 바람의 조수 특성을 가정하는 데 유리합니다. 저위도에서 타이탄의 표면은 명확한 경계를 가진 여러 개의 밝고 어두운 영역으로 나뉩니다. 선두 반구의 적도 근처에는 오스트레일리아 크기의 밝은 영역(허블 사진에서도 볼 수 있음)이 있으며, 이 영역은 산맥입니다. 그것은 Xanadu라고 명명되었습니다.

오랫동안 우리의 푸른 행성은 태양계에서 생명체가 존재하기 위한 조건이 있는 유일한 장소라고 믿어졌습니다. 실제로, 가까운 공간은 더 이상 생명이 없는 것이 아니라는 것이 밝혀졌습니다. 오늘날 우리는 지구인의 손이 닿는 곳에 여러 면에서 우리의 고향 행성과 유사한 세계가 있다고 안전하게 말할 수 있습니다. 이것은 가스 거인 목성과 토성 부근에 대한 연구의 결과로 얻은 흥미로운 사실에 의해 입증됩니다. 물론 맑고 깨끗한 물을 가진 강과 호수는 없고 끝없이 펼쳐진 평원에 풀이 푸르게 자라지 않지만 일정한 조건하에서는 인류가 발전을 할 수 있다. 태양계에서 그러한 물체 중 하나는 토성의 가장 큰 위성인 타이탄입니다.

토성의 가장 큰 위성의 표현

타이탄은 오늘날 천문학 공동체의 마음을 걱정하고 점유하고 있습니다. 비록 아주 최근에 우리는 이 천체를 태양계의 다른 유사한 물체와 마찬가지로 별 관심 없이 보았지만 말입니다. 이 천체에 액체 물질이 존재한다는 사실이 발견된 것은 행성간 우주 탐사선의 비행 덕분이었습니다. 우리에게서 멀지 않은 곳에 바다와 바다가 있고 단단한 표면이 있고 조밀한 대기에 싸여 있고 구조가 지구의 공기 껍질과 매우 유사한 세계가 있습니다. 토성의 달의 크기도 인상적입니다. 지름은 5152km, 273km입니다. 태양계의 첫 번째 행성인 수성보다 더 많습니다.

이전에는 타이탄의 지름이 5550km라고 믿어졌습니다. 보이저 1호 우주선의 비행과 카시니-호이겐스 탐사선의 임무 덕분에 위성 크기에 대한 보다 정확한 데이터가 우리 시대에 이미 얻어졌습니다. 첫 번째 장치는 위성의 짙은 대기를 감지할 수 있었고 카시니 탐사를 통해 400km가 넘는 공기 가스 껍질의 두께를 측정할 수 있었습니다.

타이탄의 질량은 1.3452 10²³ kg입니다. 이 지표에 따르면 밀도뿐만 아니라 수은보다 열등합니다. 먼 천체의 밀도는 1.8798g / cm³에 불과합니다. 이 데이터는 토성의 위성 구조가 훨씬 더 거대하고 무거운 지구형 행성의 구조와 크게 다르다는 사실을 뒷받침합니다. 토성 시스템에서 이것은 가장 큰 천체이며 그 질량은 가스 거인의 알려진 다른 61개 위성 질량의 95%입니다.

운 좋게도 가장 큰 타이탄의 위치. 반경 1,221,870km의 궤도를 5.57km/s의 속도로 돌며 토성의 고리 바깥에 머문다. 이 천체의 궤도는 거의 원형이며 토성의 적도와 같은 평면에 있습니다. 모행성을 도는 타이탄의 공전 주기는 거의 16일입니다. 더욱이, 이 측면에서 Titan은 소유자와 동시에 자체 축을 중심으로 회전하는 우리의 달과 동일합니다. 위성은 항상 한쪽의 모행성을 향하고 있습니다. 토성의 가장 큰 위성의 궤도 특성은 계절의 변화를 보장하지만 태양으로부터 이 시스템의 상당한 거리로 인해 타이탄의 계절은 상당히 깁니다. Titan의 마지막 여름 시즌은 2009년에 종료되었습니다.

크기와 질량은 태양계에서 가장 큰 다른 두 위성인 가니메데와 칼리스토와 비슷합니다. 그러한 큰 크기는 이러한 천체의 기원에 대한 행성 이론을 증언합니다. 이것은 지구형 행성의 특징 인 활성 화산 활동의 흔적이있는 위성 표면으로 확인됩니다.

처음으로 토성의 위성 표면 사진은 2005년 1월 14일 이 천체 표면에 안전하게 착륙한 호이겐스 탐사선을 사용하여 얻었습니다. 사진을 얼핏 보기만 해도 새로운 신비한 세계가 지구인 앞에 열리고 고유한 우주적 삶을 살고 있다고 믿을 수 있는 모든 이유가 생겼습니다. 이것은 생명이 없고 버려진 달이 아닙니다. 이것은 화산과 메탄 호수의 세계입니다. 표면 아래에 액체 암모니아 또는 물로 구성된 광대한 바다가 있다고 가정합니다.

호이겐스의 상륙

타이탄 발견의 역사

갈릴레오는 처음으로 토성의 위성의 존재를 추측했습니다. 갈릴레오는 그러한 먼 물체를 관찰하는 기술적 능력이 없었기 때문에 그들의 존재를 예측했습니다. 이미 물체를 50배까지 확대할 수 있는 강력한 망원경을 보유한 Huygens만이 토성을 탐사하기 시작했습니다. 고리 모양의 가스 거인 주위를 도는 거대한 천체를 감지한 사람은 바로 그 사람이었습니다. 이 사건은 1655년에 일어났습니다.

그러나 새로운 천체의 이름은 기다려야 했다. 처음에 과학자들은 발견된 천체에 발견자를 기리기 위해 이름을 짓는 데 동의했습니다. 이탈리아 카시니가 가스 거인의 다른 위성을 발견한 후, 그들은 토성 시스템의 새로운 천체에 번호를 매기기로 동의했습니다.

이 아이디어는 계속되지 않았는데, 그 이유는 토성 주변의 다른 물체가 이후에 발견되었기 때문입니다.

오늘날 우리가 사용하는 표기법은 영국인 John Herschel이 제안한 것입니다. 그들은 가장 큰 위성에는 신화적인 이름이 있어야 한다는 데 동의했습니다. 크기 때문에 Titan은 이 목록의 첫 번째였습니다. 토성의 나머지 7개의 큰 위성은 타이탄의 이름과 일치하는 이름을 받았습니다.

타이탄의 분위기와 특징

태양계의 천체 중에서 타이탄은 아마도 가장 흥미로운 공기 껍질을 가지고 있을 것입니다. 위성의 대기는 사실 빽빽한 구름층으로 밝혀져 오랫동안 천체 표면에 대한 시각적 접근을 방해했습니다. 공기-가스층의 밀도는 너무 높아서 타이탄의 표면에서 대기압은 지상 매개변수보다 1.6배 더 높습니다. 지구의 공기 껍질과 비교할 때 타이탄의 대기는 상당한 두께를 가지고 있습니다.

티타늄 분위기의 주성분은 질소이며 그 비율은 98.4%입니다. 약 1.6%는 아르곤과 메탄으로 주로 에어쉘의 상층부에 위치한다. 우주 탐사선의 도움으로 대기에서 다른 기체 화합물도 발견되었습니다.

• 아세틸렌;
• 메틸아세틸렌;
• 디아세틸렌;
• 에탄;
• 프로판;
• 이산화탄소.

소량의 시안화물, 헬륨 및 일산화탄소가 존재합니다. 타이탄의 대기에서는 자유 산소가 발견되지 않았습니다.

위성의 공기 가스 껍질의 고밀도에도 불구하고 강한 자기장이 없으면 대기 표층의 상태에 영향을 미칩니다. 상부 대기는 태양풍과 우주 복사에 노출됩니다. 이러한 요인의 영향을 받는 질소(N)가 반응하여 여러 가지 이상한 질소 함유 화합물을 형성합니다. 대부분의 화합물은 위성 표면에 퇴적되어 약간 주황색을 띠고 있습니다. 메탄의 역사도 흥미롭습니다. 타이탄 대기의 구성은 안정적이지만 외부 영향으로 인해 이 가벼운 가스는 오래 전에 증발했을 수 있습니다.

위성의 대기를 여러 층으로 살펴보면 흥미로운 세부 사항을 알 수 있습니다. 타이탄의 에어 쉘은 높이가 늘어나 표면에 가까운 층과 높은 고도의 두 층으로 명확하게 나뉩니다. 대류권은 고도 35km에서 시작됩니다. 50km 고도에서 대류권계면으로 끝납니다. 이곳은 지속적으로 -170⁰ C의 낮은 온도를 유지하고 있습니다. 또한 고도가 높아질수록 기온은 -120도까지 떨어집니다. 타이탄의 전리층은 고도 1000-1200km에서 시작됩니다.

타이탄 대기의 이러한 구성은 과거 화산 활동으로 인한 것으로 추정됩니다. 암모니아 증기로 포화된 공기층은 우주 자외선의 영향으로 질소와 수소로 분해되고 다른 구성 요소는 물리 화학적 반응의 결과입니다. 무거울수록 질소가 가라앉아 티타늄 분위기의 주성분이 되었다. 위성의 약한 중력으로 인해 수소는 우주 공간으로 탈출했습니다.

Titan의 대기층, 천체의 자기장과 화학 성분의 상호 작용은 위성이 자체 기후를 가지고 있다는 사실에 기여합니다. 타이탄의 계절은 지구의 계절처럼 바뀝니다. 위성의 한 면이 태양을 향하고 있을 때 타이탄은 여름으로 접어들고 있습니다. 폭풍과 허리케인이 대기권에서 맹렬히 몰아칩니다. 햇빛에 의해 가열된 공기층은 일정한 대류 상태를 유지하여 강한 바람과 구름 덩어리의 상당한 움직임을 생성합니다. 고도 30km에서 풍속은 30m/s에 이릅니다. 높을수록 기단의 난기류가 더 강렬하고 강력합니다. 지구와 달리 타이탄의 구름 덩어리는 극지방에 집중되어 있습니다.

상층 대기의 메탄 농도는 온실 효과로 인한 위성 표면의 온도 상승을 설명합니다. 그러나 기단 구성에 유기 분자가 존재하면 자외선이 양방향으로 자유롭게 침투하여 티타늄 껍질의 표면층을 냉각시킵니다. 표면 온도는 -180⁰С입니다. 극과 적도의 온도 차이는 무시할 만합니다. 불과 3도입니다.

고압 및 저온은 위성 대기의 물 분자가 완전히 증발(동결)한다는 사실에 기여합니다.

위성의 구조: 외피에서 코어까지

이러한 거대한 천체의 구조에 대한 가정과 추측은 주로 육상 광학 관측 자료에 기반을 두고 있었습니다. 타이탄의 빽빽한 대기는 과학자들을 모행성의 구성과 유사한 위성의 가스 구성 가설로 기울였습니다. 그러나 Pioneer 11호와 Voyager 2호 우주 탐사선의 비행 이후 우리는 구조가 견고하고 안정적인 천체를 다루고 있다는 것이 분명해졌습니다.

오늘날 타이탄은 지구와 비슷한 지각을 가지고 있는 것으로 믿어지고 있습니다. 핵의 지름은 약 3400km로 천체 지름의 절반 이상이다. 코어와 지각 사이에는 구성이 다른 얼음층이 있습니다. 아마도 특정 깊이에서 얼음은 액체 구조로 변형됩니다. Cassini AMS에서 촬영한 이미지를 2년의 차이로 비교한 결과 위성 표면층이 변위되었음을 알 수 있습니다. 이 정보는 과학자들에게 인공위성의 표면이 물과 용해된 암모니아로 구성된 액체 층에 놓여 있다고 믿을 수 있는 이유를 제공했습니다. 지각의 변위는 중력과 대기 순환의 상호 작용에 의해 발생합니다.

그 구성에서 Titan은 얼음과 규산염 암석이 같은 비율로 결합되어 있으며 Ganymede와 Triton의 내부 구조와 매우 유사합니다. 그러나 조밀한 공기 껍질이 있기 때문에 위성의 구조에는 고유한 차이점과 특성이 있습니다.

먼 위성의 주요 특징

타이탄에 대기가 존재한다는 사실만으로도 타이탄은 독특하고 흥미진진합니다. 또 다른 것은 토성의 먼 위성의 주요 하이라이트는 그 위에 많은 양의 액체가 있다는 것입니다. 이 실패한 행성은 물 대신 메탄과 에탄의 파도가 튀는 호수와 바다가 특징입니다. 위성은 표면에 우주 얼음이 축적되어 있으며, 그 기원은 물과 암모니아입니다.

타이탄 표면에 액체 물질이 존재한다는 증거는 그 지역에서 카스피해보다 더 큰 거대한 분지의 사진에서 나왔습니다. 액체 탄화수소의 거대한 바다는 Kraken Sea라고합니다. 그 구성에 따르면 에탄, 프로판 및 메탄과 같은 액화 가스의 거대한 천연 저장소입니다. 타이탄의 또 다른 대규모 유체 축적은 리게이아 해입니다. 대부분의 호수는 타이탄의 북반구에 집중되어 있어 먼 천체의 반사율을 크게 높입니다. 카시니 임무 이후, 표면은 자연 바다와 호수에서 수집된 액체 물질로 30~40% 덮여 있음이 분명해졌습니다.

이러한 엄청난 양의 메탄과 에탄은 얼어붙은 상태로 특정 생명체의 발달에 기여한다. 아니요, 이것들은 습관적인 육상 유기체가 아닐 것이지만, 그러한 조건 하에서 타이탄의 살아있는 유기체는 존재할 수 있습니다. 위성에는 유기체의 형성과 그 이후의 존재를 위해 충분한 구성 요소와 화학 물질이 있습니다.

현대 타이탄 탐사의 타임라인

이 모든 것은 1979년 과학자들에게 먼 위성의 첫 번째 사진을 제공한 American Pioneer 11 탐사선의 겸손한 임무로 시작되었습니다. 오랫동안 Pioneer로부터 받은 정보는 천체 물리학자들에게 별 관심이 없었습니다. 보이저호가 5000km 거리에서 촬영한 위성의 더 자세한 이미지를 제공한 태양계의 이 지역을 방문한 후 토성 부근에 대한 연구의 진전이 있었습니다. 과학자들은이 거인의 크기에 대한보다 정확한 데이터를 받았으며 위성의 짙은 대기가 존재한다는 버전이 확인되었습니다.

개척자의 비행

허블 우주 망원경에서 촬영한 적외선 이미지는 과학자들에게 달 대기의 구성에 대한 정보를 제공했습니다. 처음으로 행성 원반에서 밝은 영역과 어두운 영역이 확인되었으며 그 성질은 알려지지 않았습니다. 처음으로 타이탄의 표면이 일부 장소에서 얼음으로 덮여있어 천체의 반사율이 증가한다는 이론이 탄생했습니다.

연구 분야의 성공은 Cassini 자동 행성간 정거장에서 받은 정보와 함께 이루어졌습니다. 1997년에 발사된 Cassini 임무는 NASA의 일반적인 ESA 개발입니다. 토성은 연구의 주요 초점이되었지만 위성은주의를 기울이지 않았습니다. 따라서 Titan을 연구하기 위해 비행 프로그램에는 Huygens 탐사선의 토성 위성 표면에 착륙하는 단계가 포함되었습니다. NASA와 이탈리아 우주국의 노력으로 만든 이 장치는 영광스러운 동포인 Giovanni Cassini의 기념일을 축하하기로 결정한 이탈리아 우주국이 타이탄 표면으로 내려갈 예정이었습니다.

토성을 도는 카시니

4년 동안 Cassini는 토성 부근에서 계속 일했습니다. 이 기간 동안 AMS는 타이탄 근처를 20회 비행하여 위성과 그 행동에 대한 새로운 데이터를 지속적으로 수신했습니다. 이미 2007년 3월 14일에 타이탄에 호이겐스 탐사선이 한 번 착륙한 것은 전체 임무에서 엄청난 성공으로 간주됩니다. 그럼에도 불구하고 카시니 기지의 기술적 능력과 잠재력을 감안할 때 토성과 그 위성에 대한 연구를 2017년까지 계속하기로 결정했습니다.

카시니의 비행과 호이겐스 우주선의 착륙은 과학자들에게 타이탄이 실제로 무엇인지에 대한 포괄적인 정보를 제공했습니다. 토성의 위성 표면에 대한 사진과 비디오 촬영은 지각의 상층이 진흙과 기체 얼음의 혼합물임을 보여주었다. 토양의 주요 파편은 돌과 자갈입니다. 타이탄의 풍경은 저지대와 견고하고 높은 지역이 번갈아 가며 나타납니다. 착륙하는 동안 강바닥과 해안선을 명확하게 표시한 풍경 사진을 찍었습니다.

Huygens의 타이탄 사진

타이탄의 오늘과 내일

가장 큰 위성에 대한 추가 연구가 어떻게 끝날지는 알 수 없습니다. 타이탄에 존재하는 것과 유사한 육상 실험실에서 생성된 조건이 생명체의 존재 가능성 버전을 밝힐 것이라고 가정합니다. 이 우주 지역으로의 우주 탐사선 비행은 아직 계획되지 않았습니다. 얻은 정보는 지상 조건에서 타이탄을 모델링하기에 충분합니다. 이러한 연구가 얼마나 유용할지는 시간이 말해줄 것입니다. 타이탄이 미래에 비밀을 밝히고 발전에 대한 희망을 줄 수 있기를 기다리는 일만 남았습니다.