Titāns — Saturna lielākais mēness: atmosfēra, sastāvs un ezeri
Titāns — Saturna lielākais mēness: uzzini par tā atmosfēru, ķīmisko sastāvu, metāna ezeriem, temperatūru un zinātniskajiem atklājumiem.
Titāns (sengrieķu: Τῑτάν) ir viens no Saturna Mēness. To 1655. gada 25. martā atklāja Krišjāns Hīgenss.
Titāns ir lielākais Saturna mēness un otrais lielākais Saules sistēmā. Titāns ir lielāks par Merkuriju. Tā ekvatoriālais diametrs (platums pie ekvatora) ir 5150 km. Tas riņķo 1 221 865 km attālumā no Saturna.
Titānā ir visvairāk atmosfēras no visiem Mēnešiem, vairāk nekā uz Zemes. Taču cilvēki to nevarētu elpot, jo tā ir ļoti auksta un arī indīga. Gaisu veido slāpeklis un metāns. Titāns ir vienīgā vieta Saules sistēmā, izņemot Zemi, kur uz tā virsmas ir ezeri un daudz šķidruma. Taču šķidrums ir metāns, nevis ūdens.
Atmosfēra un klimats
Titāna atmosfēra ir blīvāka nekā jebkuram citam pavadonim Saules sistēmā un tā virsmas spiediens ir aptuveni 1,45 atmosfēras (tātad nedaudz lielāks nekā uz Zemes). Vidējā virsmas temperatūra ir apmēram 94 K (aptuveni −179 °C), kas padara ūdens kā šķidrumu uz virsmas neiespējamu, bet ļauj metānam un etānam pastāvēt šķidrā veidā.
Atmosfēra sastāv galvenokārt no slāpekļa un pāris procentiem metāna, kā arī no dažiem citiem atoma un molekulu pleķiem. Saules ultravioletie stari sadedzina metānu un slāpekli, veidojot sarežģītas organiskās molekulas — tā sauktos tholīnus — kas rada Titāna raksturīgo oranžo dūmaku un redzamo miglu. Šī fotohīmija ir atbildīga arī par mākoņu, lietus un mākslīgu "ogļūdeņražu ciklu", kas daudzos aspektos līdzinās Zemes ūdens ciklam.
Sastāvs, izmēri un iekšiene
Titāna diametrs ir aptuveni 5150 km, kas to padara par otro lielāko Mēnesi Saules sistēmā (pēc Ganimēda) un lielāku par Merkuriju. Tā blīvums norāda uz akmeņainu kodolu kombinācijā ar lielu daudzumu ledus. Virsmas gravitācija ir aptuveni 1,35 m/s² (~0,14 Zemes gravitācijas), un aizbēgšanas ātrums ir ap 2,6 km/s.
Novērojumi no bezpilota misijām un gravitācijas mērījumi liecina, ka zem cietā apvalka varētu atrasties zemledus okeāns — šķidra ūdens un amonjaka maisījums, kas potenciāli varētu būt ķīmiski aktīvs un nodrošināt vidi, kur varētu pastāvēt kāda veida mikrobiāla dzīvība (ja vien tiek nodrošināti nepieciešamie ķīmiskie apstākļi).
Virsma, ezeri un hidrolģiskais cikls
Titāna virsma ir dažāda: polārajās daļās dominē lieli šķidrie ezeri un jūras, galvenokārt sastāvoši no metāna un etāna. Lielākie no tiem ir Kraken Mare, Ligeia Mare un Punga Mare ziemeļu puslodē, savukārt dienvidu puslodē atrodas mazāks Ontario Lacus. Šie ūdeņraža ogļūdeņražu ezeri un jūras ir pirmie lielie šķidrumu rezervuāri, kas atrasti ārpus Zemes.
Pie ekvatora virsmas raksturīgas plašas kāpas (dunes) no smalkām organiskām daļiņām, kas veido pseidopuščainu ainavu. Titānā ir arī upes kanāli un gultnes, kas reizēm ir sausi un reizēm tajos plūst metāns, atkarībā no sezonas un atmosfēras apstākļiem — tas ir ekoloģisks cikls, līdzīgs Zemes hidrologiskajam ciklam, tikai ar citu ķīmiju.
Misijas un atklājumi
Daudzi svarīgi dati par Titānu nāk no Cassini–Huygens misijas. Huygens zonde 2005. gada 14. janvārī nolaidās uz Titāna virsmas un nosūtīja fotogrāfijas un tiešus mērījumus no atmosfēras un zemes, sniedzot pirmos tiešos datus par reljefu un virsmas materiālu. Cassini orbītā ap Saturnu veica daudz novērojumu, atklājot ezerus, mākonis sistēmas, sezonālās izmaiņas un pierādot, ka virsmas un atmosfēras ķīmija ir ļoti sarežģīta.
Nākotnes pētījumos iezīmēta NASA misija Dragonfly, kas plānota kā daudzrotoru zonde, kas nogādās instrumentus uz dažādām Titāna vietām, lai izpētītu organiskās ķīmijas attīstību un iespējamās bioķīmiskās pazīmes.
Dzīvības iespējas un zinātniska nozīme
Titāna virsma nav elpojama cilvēkiem: gaisa sastāvs ir bīstams un temperatūra ļoti zema. Tomēr Titāns ir ārkārtīgi interesants no astrobioloģijas viedokļa — tā atmosfēra un virsmas organiskā ķīmija rada priekšnoteikumus sarežģītu molekulu rašanās procesiem, un zemledus okeāns varētu nodrošināt vidi, kurā pastāv bioloģiskai aktivitātei piemērots šķidrums.
Titāns kalpo kā dabisko "priekšvēstures" laboratorija, kur iespējams pētīt, kā sarežģītas organiskās vielas veidojas un krājas neatkarīgi no Zemes apstākļiem. Tas palīdz labāk saprast gan Saules sistēmas attīstību, gan iespējamās dzīvības formas citur Visumā.
Kopsavilkumā: Titāns ir unikāls Mēness — liels, ar blīvu slāpekļa atmosfēru, šķidriem ezeriem no metāna un etāna, sadarbībā ar sarežģītu organisko ķīmiju un iespējamu zemledus okeānu dziļumā. Tas joprojām ir viena no antropocēna izpētes galvenajām vietām Saules sistēmā.
Cassini-Huygens uzņemtais fotoattēls
Cassini-Huygens uzņemtais fotoattēls
Atklājums
Titānu 1655. gada 25. martā atklāja holandiešu astronoms Kristiāns Hīgenss. Pirms tam, 1610. gadā, Galileo Galilejs bija atklājis četrus Jupitera mēness. Tas iedvesmoja Hjūigensu: viņš vēlējās atklāt jaunus mēness. Tā kā Hīgenss bija uzlabojis tā laika teleskopus, padarot tos daudz labākus, viņš domāja, ka varētu atklāt jaunu mēnesi.
1650. gadā Kristjans un viņa brālis Konstantijns sāka būvēt savus teleskopus. Izmantojot pirmo teleskopu, ko viņš uzbūvēja, Kristiāns Hīgenss varēja redzēt Titānu. Sākumā viņš to nosauca par "Luna Saturni", kas nozīmē "Saturna mēness" (viņš nezināja, ka ir vairāk nekā viens). Gadu gaitā tika atklāti daudzi citi mēness, un mūsdienās mēness ir pazīstams kā "Titāns" vai kā "Saturns VI". Nosaukums "Titāns" un visi pārējo Saturna mēness nosaukumi ir aizgūti no grieķu leģendām.
Viena no Krišjāņa Hīgensa teleskopiem, ar kuru viņš pētīja kosmosu, skice.
Atklājums
Titānu 1655. gada 25. martā atklāja holandiešu astronoms Kristiāns Hīgenss. Pirms tam, 1610. gadā, Galileo Galilejs bija atklājis četrus Jupitera mēness. Tas iedvesmoja Hjūigensu: viņš vēlējās atklāt jaunus mēness. Tā kā Hīgenss bija uzlabojis tā laika teleskopus, padarot tos daudz labākus, viņš domāja, ka varētu atklāt jaunu mēnesi.
1650. gadā Kristjans un viņa brālis Konstantijns sāka būvēt savus teleskopus. Izmantojot pirmo teleskopu, ko viņš uzbūvēja, Kristiāns Hīgenss varēja redzēt Titānu. Sākumā viņš to nosauca par "Luna Saturni", kas nozīmē "Saturna mēness" (viņš nezināja, ka ir vairāk nekā viens). Gadu gaitā tika atklāti daudzi citi mēness, un mūsdienās mēness ir pazīstams kā "Titāns" vai kā "Saturns VI". Nosaukums "Titāns" un visi pārējo Saturna mēness nosaukumi ir aizgūti no grieķu leģendām.
Viena no Krišjāņa Hīgensa teleskopiem, ar kuru viņš pētīja kosmosu, skice.
Struktūra
Titāns ir vienīgais Mēness Saules sistēmā, kuram ir bieza atmosfēra (gāzes, kas apņem planētu vai Mēnesi). Pēc tam, kad 1979. gada 12. novembrī Mēnesi apmeklēja kosmiskais aparāts Voyager I, tas parādīja, ka Titāna virsma (zemes virsma) ir paslēpta zem 900 km biezas atmosfēras. Pirms tam visi uzskatīja, ka Titāns ir lielākais Saules sistēmas mēness. Tagad mēs zinām, ka tas ir otrais lielākais pēc Ganimēda, kas ir viens no Jupitera mēness.
Lai gan ir mazāks, Titāns ir tuvu Ganimeda izmēram. Tas ir tuvu arī nedaudz mazākajai Kallisto, vēl vienam Jupitera mēnesim. Titāns ir ne tikai liels mēness - tas ir pat lielāks par Merkurija planētu, bet tā masa ir tikai uz pusi mazāka (tas ir daudz vieglāks). Tā kā Titānam nav lielas masas, zinātnieki uzskata, ka Titāns sastāv no vielas, kas nav ļoti smaga, proti, no sasaluša ūdens un amonjaka. Daži zinātnieki uzskata, ka zem virsmas ir daudz šķidra ūdens un amonjaka, pietiekami daudz, lai aizpildītu veselu okeānu. Šie zinātnieki uzskata, ka šajā okeānā varētu būt dzīvības forma.
Titāna centrā ir aptuveni 3400 km biezs klinšains kodols. Šo kodolu veido silikāti un metāli. Gravitācija (spēks, kas visu notur pie zemes) ir daudz vājāka nekā uz Zemes. Ja uz Zemes jūs varētu lēkt 1 m augstu, tad uz Titāna jūs varētu lēkt 7 m augstu.
Titānam (zilā krāsā) ap to ir ļoti biezs gāzes slānis (dzeltenā krāsā), tāpēc tas izskatās daudz lielāks nekā patiesībā.
Struktūra
Titāns ir vienīgais Mēness Saules sistēmā, kuram ir bieza atmosfēra (gāzes, kas apņem planētu vai Mēnesi). Pēc tam, kad 1979. gada 12. novembrī Mēnesi apmeklēja kosmiskais aparāts Voyager I, tas parādīja, ka Titāna virsma (zemes virsma) ir paslēpta zem 900 km biezas atmosfēras. Pirms tam visi uzskatīja, ka Titāns ir lielākais Saules sistēmas mēness. Tagad mēs zinām, ka tas ir otrais lielākais pēc Ganimēda, kas ir viens no Jupitera mēness.
Lai gan ir mazāks, Titāns ir tuvu Ganimeda izmēram. Tas ir tuvu arī nedaudz mazākajai Kallisto, vēl vienam Jupitera mēnesim. Titāns ir ne tikai liels mēness - tas ir pat lielāks par Merkurija planētu, bet tā masa ir tikai uz pusi mazāka (tas ir daudz vieglāks). Tā kā Titānam nav lielas masas, zinātnieki uzskata, ka Titāns sastāv no vielas, kas nav ļoti smaga, proti, no sasaluša ūdens un amonjaka. Daži zinātnieki uzskata, ka zem virsmas ir daudz šķidra ūdens un amonjaka, pietiekami daudz, lai aizpildītu veselu okeānu. Šie zinātnieki uzskata, ka šajā okeānā varētu būt dzīvības forma.
Titāna centrā ir aptuveni 3400 km biezs klinšains kodols. Šo kodolu veido silikāti un metāli. Gravitācija (spēks, kas visu notur pie zemes) ir daudz vājāka nekā uz Zemes. Ja uz Zemes jūs varētu lēkt 1 m augstu, tad uz Titāna jūs varētu lēkt 7 m augstu.
Titānam (zilā krāsā) ap to ir ļoti biezs gāzes slānis (dzeltenā krāsā), tāpēc tas izskatās daudz lielāks nekā patiesībā.
Pārvietošanās
Titāna orbīta ap Saturnu riņķo 15 dienas un 22 stundas. Tas ir gandrīz tikpat ilgs laiks, cik nepieciešams, lai Saturns apgrieztos ap savu asi - viens pilns aplis. To sauc par "sinhrono rotāciju", kas nozīmē, ka uz Saturnu vienmēr ir vērsta viena un tā pati Titāna puse.
Titāna kustības ceļš, tā orbīta, ir ļoti tuvu aplim, bet ne gluži. Mēs lietojam vārdu "ekscentricitāte", lai aprakstītu mēness vai planētas kustības ceļu. Attēlam, kura ekscentricitāte ir 0 (nulle), ceļš ir ideāls aplis. Ja ekscentricitāte ir lielāka par 0, ceļš nav tik apaļš (skatīt attēlu zemāk). Titāna ekscentricitāte ir 0,028, kas ir ļoti tuvu nullei.
|
Pārvietošanās
Titāna orbīta ap Saturnu riņķo 15 dienas un 22 stundas. Tas ir gandrīz tikpat ilgs laiks, cik nepieciešams, lai Saturns apgrieztos ap savu asi - viens pilns aplis. To sauc par "sinhrono rotāciju", kas nozīmē, ka uz Saturnu vienmēr ir vērsta viena un tā pati Titāna puse.
Titāna kustības ceļš, tā orbīta, ir ļoti tuvu aplim, bet ne gluži. Mēs lietojam vārdu "ekscentricitāte", lai aprakstītu mēness vai planētas kustības ceļu. Attēlam, kura ekscentricitāte ir 0 (nulle), ceļš ir ideāls aplis. Ja ekscentricitāte ir lielāka par 0, ceļš nav tik apaļš (skatīt attēlu zemāk). Titāna ekscentricitāte ir 0,028, kas ir ļoti tuvu nullei.
· 
Sinhronas rotācijas piemērs: Mēness ap planētu riņķo tikpat ilgi, cik planēta rotē ap savu asi. Tas nozīmē, ka uz planētu vienmēr ir vērsta viena un tā pati Mēness puse, un šajā piemērā cilvēki, kas dzīvo uz planētas, nekad nevarēs redzēt zaļo Mēness pusi.
· 
"Ekscentricitāte" raksturo planētas vai Mēness ceļu, pa kuru tas pārvietojas. Ja ekscentricitāte jeb "e" attēlā ir 0 (nulle), ceļš ir ideāls aplis. Ja ekscentricitāte ir lielāka par 0, ceļš kļūst mazāk apaļš.
Cassini-Huygens misija
2004. gada 1. jūlijā zondes Cassini-Huygens orbītā ap Saturnu ielidoja zonde Cassini-Huygens. 2004. gada 25. decembrī Huygens zonde atdalījās no Cassini zondes un sāka virzīties uz Titānu. Tā piezemējās uz Titāna virsmas 2005. gada 14. janvārī. Tā piezemējās uz sausas virsmas, taču apstiprināja, ka uz Mēness ir lieli šķidruma krājumi. Cassini zonde turpināja iegūt datus par Titānu un vairākiem apledojušiem mēnešiem. Tā atrada pierādījumus, ka uz Enceladas mēness no geizeriem izplūst ūdens. Cassini 2006. gada jūlijā arī pierādīja, ka Titānā ir ogļūdeņražu ezeri, kas atrodas netālu no tā ziemeļu poliem. Savukārt 2007. gada martā tā atklāja lielu ogļūdeņražu ezeru Kaspijas jūras izmēra apmērā netālu no tā ziemeļu polā. Šķidrā metāna ezeru nosauca par Kraken Mare. 2009. gadā NASA parādīja fotogrāfiju, kurā redzams, kā saules gaisma atstarojas no ezera virsmas. Tas bija pirmais attēls, kurā redzams šķidrums citā pasaulē.
2012. gadā NASA pētnieki atklāja, ka Titāns izstaro vāju gaismas starojumu. Tiek uzskatīts, ka to izraisa sarežģītas ķīmiskas reakcijas, kas norisinās Titāna atmosfērā. Šāda veida gaismu sauc par gaisa svelmi.
Cassini orbītā ap Saturnu.
Cassini-Huygens misija
2004. gada 1. jūlijā zondes Cassini-Huygens orbītā ap Saturnu ielidoja zonde Cassini-Huygens. 2004. gada 25. decembrī Huygens zonde atdalījās no Cassini zondes un sāka virzīties uz Titānu. Tā piezemējās uz Titāna virsmas 2005. gada 14. janvārī. Tā piezemējās uz sausas virsmas, taču apstiprināja, ka uz Mēness ir lieli šķidruma krājumi. Cassini zonde turpināja iegūt datus par Titānu un vairākiem apledojušiem mēnešiem. Tā atrada pierādījumus, ka uz Enceladas mēness no geizeriem izplūst ūdens. Cassini 2006. gada jūlijā arī pierādīja, ka Titānā ir ogļūdeņražu ezeri, kas atrodas netālu no tā ziemeļu poliem. Savukārt 2007. gada martā tā atklāja lielu ogļūdeņražu ezeru Kaspijas jūras izmēra apmērā netālu no tā ziemeļu polā. Šķidrā metāna ezeru nosauca par Kraken Mare. 2009. gadā NASA parādīja fotogrāfiju, kurā redzams, kā saules gaisma atstarojas no ezera virsmas. Tas bija pirmais attēls, kurā redzams šķidrums citā pasaulē.
2012. gadā NASA pētnieki atklāja, ka Titāns izstaro vāju gaismas starojumu. Tiek uzskatīts, ka to izraisa sarežģītas ķīmiskas reakcijas, kas norisinās Titāna atmosfērā. Šāda veida gaismu sauc par gaisa svelmi.
Cassini orbītā ap Saturnu.
Saistītās lapas
- Titāna ezeri
- Šangri-la (Titāns)
Saistītās lapas
- Titāna ezeri
- Shangri-la (Titāns)
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir Titāns?
A: Titāns ir mēness, kas riņķo ap Saturnu.
J: Kas atklāja Titānu?
A: Titānu 1655. gada 25. martā atklāja Kristjans Hīgenss.
Q: Ar ko Titāns ir unikāls?
A: Titāns ir vienīgais mēness Saules sistēmā, kuram ir atmosfēra, un tā virsmā ir ezeri un daudz šķidruma.
J: Kāds ir Titāna izmērs salīdzinājumā ar citiem Saules sistēmas objektiem?
A: Titāns ir lielākais Saturna mēness un otrais lielākais Saules sistēmā. Tas ir lielāks par Merkuriju, bet tā masa ir mazāka.
J: No kā sastāv Titāna atmosfēra?
A: Titāna atmosfēru veido slāpeklis un metāns, un tā ir biezāka nekā Zemes atmosfēra.
J: Kāpēc cilvēki nevar elpot Titāna atmosfērā?
A: Cilvēki nevar elpot Titāna atmosfēru, jo tā ir ļoti auksta un arī indīga.
J: Kāda veida šķidrums ir atrodams uz Titāna virsmas?
A: Uz Titāna virsmas ir metāns, nevis ūdens.
Meklēt