Tükörsima a Titán tava

A Szaturnusz rendszerében működő Cassini űrszonda 2013-as radarmérései szerint tükörsima a Titan hold második legnagyobb tava, a Ligeia Mare felszíne, aminek az oka valószínűleg a szelek teljes hiánya.

A Titan az egyedüli naprendszerbéli objektum, amelynek a Földhöz hasonló időjárási rendszere van, így a vele kapcsolatos eredmények bolygónk korai történetének modellezéséhez is nagyon hasznosak. A legújabb ilyen eredmény, hogy a hold második legnagyobb tavának (Ligeia Mare) felszíne tükörsima. Ennek oka valószínűleg a teljes szélcsend volt, legalábbis akkor, amikor a Cassini űrszonda éppen elrepült a Titan mellett.

A 2013-ban készült radarmérések egyrészt mélyebb bepillantást engednek az óriáshold időjárási viszonyaiba, de emellett információt szolgáltatnak annak felszíni összetételéről is. A Howard Zebker (Stanford University) által vezetett vizsgálat feltárta, hogy a tó körüli partszakaszok vélhetőleg szilárd szerves anyagokból és nem fagyott vízből állnak.

A Szaturnusz legnagyobb holdjának, a Titannak sűrű, bolygószerű atmoszférája van, felszínén pedig hatalmas, metánból és etánból álló tavak találhatók. A mintegy 420 kilométer hosszú és 350 kilométer széles Ligeia Mare nagyobb, mint az észak-amerikai Felső-tó (Lake Superior). Zebker szerint a Titan azért a legjobb analógiája a Földnek, mert az egyetlen égitest a Naprendszerben a bolygónkon kívül, amelyen szilárd, folyékony és légnemű fázisok komplex rendszere alakult ki.

A Titan vastag légköre akadályozza, hogy a Cassini tiszta képet készítsen a felszínről a látható tartományban, ezért a kutatóknak az optikai kamerák helyett a radarmérésekhez kellett folyamodniuk. A felszín által visszavert radarhullámok elemzése azt mutatta, hogy a metántó felszínén rendkívül kicsi a hullámzás.

Zebker a mérés lényegét egy példával világította meg: képzeljük el, hogy a Földön a napfény egy tó vizén tükröződik. Ha a tó felszíne nagyon sima, akkor az egy szinte tökéletes tükörként viselkedik, ami a Napnak nagyon fényes képét állítja elő. Ha azonban a vízfelszín fodrozódik, hullámzik, a visszavert fény rengeteg irányban szóródik, így a kép sokkal bizonytalanabb és halványabb lesz. Hasonló dolog történik a Titan esetében a radarvisszhangokkal is.

Zebker szerint a Cassini radarjának érzékenysége az adott mérésben 1 milliméteres pontosság elérését is lehetővé tette, így ha a Ligeia Mare felszínén lennének is hullámok, azok amplitúdója 1 milliméternél kisebb, azaz a tó felszíne elképesztően sima. A tó szinte abszolút nyugalmának egyik lehetséges magyarázata, hogy abban az időszakban, amikor a Cassini elrepült a Titan mellett, a hold szóban forgó régiójában egyáltalán nem fújt a szél. Egy másik eshetőség, hogy a hullámokat valamilyen anyag vékony felszíni rétege blokkolja. Ha például a Földön olajréteg kerül a vízre, akkor a kisebb hullámok nagy része gyorsan lecseng.

A Cassini a Titan felszínét borító anyag által kibocsátott mikrohullámú sugárzást is mérte. A méréseknek a hőmérsékletet és a nyomást is figyelembe vevő elemzése alapján Zebker és munkatársai megerősítették azt a korábbi eredményt, miszerint a Ligeia Mare körüli területek szilárd szerves anyagokból, főként a tavat is alkotó metánból és etánból állnak. Zebker szerint – hasonlóan a vízhez a Földön – a Titanon a metán három fázisban, szilárd, folyékony és légnemű halmazállapotban is létezhet.

A Föld és a Titan közötti hasonlóság miatt utóbbi bolygónk korai fejlődésének jó modellje lehet. Az óriáshold ugyan részleteiben különbözik a Földtől, de a globális cirkuláció létezése okán a nagy léptékű kép nagyon hasonló. Ha két teljesen különböző környezetben látjuk ugyanazt, az elősegítheti a bolygószerű testek fejlődését vezérlő általános elvek feltárását, illetve annak magyarázatát, hogy a miért alakult ki az élet a Földön és miért nem a Titanon.

Az eredményeket részletező szakcikk a Geophysical Research Lettersben jelent meg.