TITAN (UYDU): ÖZELLIKLER, KOMPOZISYON, YÖRÜNGE, HAREKET - ARTE - 2024

Titan , Satürn gezegeninin uydularından biridir ve en büyüğüdür. Yüzeyi buzludur, Merkür'den daha büyüktür ve güneş sistemindeki tüm uyduların en yoğun atmosferine sahiptir.

Titan, Dünya'dan dürbün veya teleskop yardımı ile görülebilir. 1655'te uyduyu ilk kez bir teleskopla tespit eden Hollandalı bir gökbilimci olan Christian Huygens'ti (1629-1695). Huygens buna Titan değil, Latince "Satürn'ün uydusu" anlamına gelen Luna Saturni adını verdi.

Şekil 1. Satürn'ün yörüngesindeki Titan. Cassini'nin görüntüsü. Kaynak: NASA.

Yunan mitolojisinden türetilen Titan adı, 19. yüzyılın ortalarında William Herschel'in oğlu John Herschel (1792-1871) tarafından önerildi. Titanlar, Romalıların Satürn'üne eşdeğer, Yunanlılar için zamanın babası olan Cronos'un kardeşleriydi.

Hem 20. yüzyılın son yarısında gerçekleştirilen uzay görevleri hem de Hubble Uzay Teleskobu'nun gözlemleri, başlı başına büyüleyici bir dünya olan bu uydu hakkındaki bilgileri büyük ölçüde artırdı.

Öncelikle, Titan'da rüzgar, buharlaşma ve yağmur gibi Dünya'dakilere benzer meteorolojik olaylar var. Ancak temel bir farkla: Titan'da metan onlarda önemli bir rol oynar, çünkü bu madde atmosferin ve yüzeyin bir parçasıdır.

Ek olarak, dönme ekseni eğik olduğundan, Titan mevsimlerden hoşlanır, ancak süresi Dünya'nınkinden farklıdır.

Bunun için ve aynı zamanda kendi atmosferi ve büyüklüğü olduğu için, Titan bazen minyatür bir gezegen olarak tanımlanıyor ve bilim adamları onu daha iyi tanımaya, barındırıp barındırmadığını veya yaşama ev sahipliği yapıp yapamayacağını bilmeye odaklandılar.

Genel özellikleri

Boyut

Titan, Jüpiter'in dev uydusu Ganymede'den sonra ikinci en büyük uydudur. Boyut olarak Merkür'den daha büyüktür, çünkü küçük gezegen 4879,4 km çapında ve Titan 5149,5 km'dir.

Şekil 2. Dünya, Ay ve Titan arasındaki boyutların karşılaştırılması, sol alt. Kaynak: Wikimedia Commons. Apollo 17 Tüm Dünyanın Resmi: NASA Dolunayın Teleskopik Görüntüsü: Gregory H. Revera Titan Görüntüsü: NASA / JPL / Uzay Bilimleri Enstitüsü / Kamu malı

Bununla birlikte, Titan'ın bileşiminde büyük bir buz yüzdesi vardır. Bilim adamları bunu yoğunluğu ile bilirler.

Yoğunluk

Bir cismin yoğunluğunu hesaplamak için hem kütlesini hem de hacmini bilmek gerekir. Titan'ın kütlesi, Kepler'in üçüncü yasasının yanı sıra uzay görevlerinin sağladığı verilerle belirlenebilir.

Titan'ın yoğunluğu , kayalık gezegenlerin çok altında, 1.9 g / cm ³ olarak çıkıyor . Bu sadece Titan'ın bileşiminde büyük bir buz yüzdesine sahip olduğu anlamına gelir - sadece su değil, buz başka maddeler olabilir.

Atmosfer

Uydu, güneş sisteminde nadir görülen yoğun bir atmosfere sahiptir. Bu atmosfer metan içerir, ancak ana bileşen tıpkı Dünya atmosferi gibi nitrojendir.

İçinde su ya da karbondioksit yoktur, ancak başka hidrokarbonlar da vardır, çünkü güneş ışığı metanla reaksiyona girerek asetilen ve etan gibi diğer bileşiklerin oluşumuna neden olur.

Manyetik alan yok

Manyetizmaya gelince, Titan'ın kendi manyetik alanı yok. Satürn'ün radyasyon kuşaklarının kenarında olduğu için, birçok yüksek enerjili parçacık hala Titan'ın yüzeyine ulaşıyor ve oradaki molekülleri parçalıyor.

Titan'a varan varsayımsal bir gezgin, -179,5 C civarında bir yüzey sıcaklığı ve belki de rahatsız edici bir atmosferik basınç bulacaktır: Dünya basıncının deniz seviyesindeki değerinin bir buçuk katı.

Yağmur

Titan'da yağmur yağar, çünkü atmosferde metan yoğunlaşır, ancak bu yağmur genellikle yere ulaşmayabilir, çünkü ulaşmadan önce kısmen buharlaşır.

Titan'ın temel fiziksel özelliklerinin özeti

Kompozisyon

Gezegen bilim adamları, Titan'ın kabaca suyun iki katı olan yoğunluğundan uydunun yarı kaya ve yarı buz olduğu sonucuna varıyor.

Kayalar demir ve silikatlar içerirken buzun tamamı su değildir, ancak kabuğun donmuş tabakasının altında su ve amonyak karışımı bulunur. Titan'da oksijen var, ancak yeraltında suya bağlı.

Titan'ın içinde, tıpkı Dünya'da ve güneş sistemindeki diğer cisimlerde olduğu gibi, diğer elementlere dönüşürken ısı üreten radyoaktif elementler var.

Titan'daki sıcaklığın metanın üçlü noktasına yakın olduğuna dikkat etmek önemlidir, bu da bu bileşiğin Dünya'daki suyla aynı rolü oynayan katı, sıvı veya gaz olarak var olabileceğini gösterir.

Bu, uydu yüzeyine inmeyi başaran ve bu bileşiğin buharlaşmasının örneklerini bulduğu Cassini sondası tarafından doğrulandı. Ayrıca, radyo dalgalarının Dünya'daki göllere ve okyanuslara nasıl yansıdığına benzer şekilde zayıf bir şekilde yansıtıldığı bölgeleri de tespit etti.

Radyo görüntülerindeki bu karanlık alanlar, gerçeği kesin olarak desteklemek için daha fazla kanıta ihtiyaç duyulmasına rağmen, 3 ila 70 km genişliğinde sıvı metan kütlelerinin varlığını göstermektedir.

Titan'daki atmosfer

Hollandalı gökbilimci Gerard Kuiper (1905-1973), 1944'te Titan'ın kendi atmosferine sahip olduğunu doğruladı, bu sayede uydu, görüntülerde görülebilen karakteristik turuncu-kahverengi renge sahip oldu.

Daha sonra, Voyager misyonu tarafından 1980'lerin başında gönderilen veriler sayesinde, bu atmosferin, mesafeden dolayı daha az güneş radyasyonu almasına rağmen oldukça yoğun olduğu bulundu.

Ayrıca, yüzeyi matlaştıran ve içinde süspansiyon halinde hidrokarbon parçacıklarının bulunduğu bir duman tabakasına sahiptir.

Titan'ın üst atmosferinde 400 km / saate varan rüzgarlar gelişir, ancak yüzeye yaklaşırken panorama biraz daha sakin olur.

Atmosferik gazlar

Bileşimine göre, atmosferik gazlar% 94 nitrojen ve% 1,6 metandan oluşur. Bileşenlerin geri kalanı hidrokarbonlardır. Bu en karakteristik özelliktir, çünkü Dünya atmosferi dışında, güneş sistemindeki başka hiçbir şey bu kadar azot içermez.

Metan, varlığı Titan'ın sıcaklığının daha da düşmesini engelleyen bir sera gazıdır. Bununla birlikte, geniş çapta dağılmış gazlardan oluşan en dıştaki katman yansıtıcıdır ve sera etkisine karşı koyar.

hidrokarbonlar

Titan'da gözlemlenen hidrokarbonlar arasında, spektroskopik tekniklerle tespit edilen, milyonda 2,8 parçaya (ppm) varan bir konsantrasyonda akrilonitril dikkat çekicidir.

Plastik üretiminde yaygın olarak kullanılan bir bileşiktir ve bilim adamlarına göre hücre zarlarına benzer yapılar oluşturabilir.

Akrilonitril başlangıçta Titan atmosferinin üst katmanlarında tespit edilmiş olsa da, yüzeye iyi bir şekilde ulaşabileceğine, alt atmosfer katmanlarında yoğunlaşıp ardından yağmurda düşebileceğine inanılıyor.

Akrilonitrilin yanı sıra Titan'da, ultraviyole ışığı metanı parçaladığında ve nitrojen moleküllerini ayırdığında ortaya çıkan organik yapıdaki tolinler veya toinler, ilginç bileşikler vardır.

Sonuç, erken Dünya'da var olduğuna inanılan bu daha karmaşık bileşiklerdir. Asteroit kuşağının ötesindeki buzlu dünyalarda tespit edildiler ve araştırmacılar onları laboratuvarda üretebiliyorlar.

Bu tür bulgular çok ilginçtir, ancak uydunun koşulları, özellikle aşırı sıcaklıklar nedeniyle karasal yaşam için uygun değildir.

Titan nasıl gözlemlenir

Titan, Dünya'dan dev Satürn'ün etrafındaki küçük bir ışık noktası olarak görülebilir, ancak dürbün veya teleskop gibi aletlerin yardımı gereklidir.

Yine de çok fazla detayı fark etmek mümkün değil çünkü Titan, Galilean uyduları (Jüpiter'in büyük uyduları) kadar parlamıyor.

Ek olarak, Satürn'ün büyüklüğü ve parlaklığı bazen uydunun varlığını gizleyebilir, bu nedenle uyduyu ayırt etmek için ikisi arasındaki en büyük mesafeye bakmak gerekir.

Yörünge

Titan'ın Satürn'ün etrafında dönmesi neredeyse 16 gün sürüyor ve bu tür bir dönüş gezegenle eşzamanlıdır, bu da onun her zaman aynı yüzü gösterdiği anlamına gelir.

Bu fenomen, güneş sistemindeki uydular arasında çok yaygındır. Örneğin Ayımız da Dünya ile senkronize bir dönüş halindedir.

Şekil 3. Titan'ın yörüngesi, Satürn'ün ana uyduları ile birlikte kırmızıyla vurgulanmıştır: Hyperion ve Iapetus, Titan'ın en dışındadır, en içteki ise sırasıyla: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus ve Mimas . Kaynak: Wikimedia Commons. Orijinal: Moloz yığınıVektör: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Bunun nedeni, yalnızca sıvı kütleleri kaldırmakla kalmayıp, Dünya'da en çok takdir edilen etki olan gelgit kuvvetleridir. Aynı zamanda kabuğu kaldırıp gezegenleri ve uyduları bükebilirler.

Gelgit kuvvetleri, yörünge hızı dönme hızına eşit olana kadar uydunun hızını kademeli olarak yavaşlatır.

Dönen hareket

Titan'ın eşzamanlı dönüşü, ekseni etrafındaki dönme süresinin yörünge periyodu ile aynı, yani yaklaşık 16 gün olduğu anlamına gelir.

Ekliptikten 26º dönme ekseninin eğimi nedeniyle Titan'da istasyonlar var. Ancak Dünya'nın aksine, her biri yaklaşık 7,4 yıl dayanır.

2006'da Cassini sondası, Titan'ın kuzey kutbunda metan göllerinin var olduğuna inanılan uydunun kuzey yarım küresinde yazın başlangıcına işaret edecek bir olay olan yağmuru (metan kaynaklı) gösteren görüntüler ortaya çıkardı.

Yağmurlar göllerin büyümesine neden olurken, güney yarımkürede olanlar kesinlikle aynı zamanda kurur.

İç yapı

Aşağıdaki şema, Titan'ın Dünya gözlemlerinden ve Voyager ve Cassini misyonlarından toplanan kanıtların bir araya getirilmesiyle oluşturulan katmanlı iç yapısını göstermektedir:

-Su ve silikatlardan oluşan çekirdek, silikatlara dayalı daha iç kayalık çekirdek olasılığı da ele alınmaktadır.

-Amonyaklı çeşitli buz ve sıvı su katmanları

- En dıştaki buz kabuğu.

Şekil 4. Teorik modellere göre Titan'ın iç yapısı. Kaynak: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC TARAFINDAN (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Şema aynı zamanda, yukarıda bahsedilen tholin tipi organik bileşik tabakasının öne çıktığı yüzeyi kaplayan yoğun atmosferik tabakayı ve son olarak daha dış ve zayıf bir duman tabakasını da göstermektedir.

jeoloji

2005 yılında Titan'a inen Cassini sondası, yoğun atmosfere nüfuz edebilen kızılötesi kameralar ve radar kullanarak uyduyu araştırdı. Görüntüler çeşitli bir jeoloji gösteriyor.

Titan, 4,5 milyar yıldan biraz daha uzun bir süre önce güneş sisteminin geri kalan üyeleriyle birlikte oluşmuş olmasına rağmen, tahminlere göre yüzeyi çok daha yeni, yaklaşık 100 milyon yıl. Bu, büyük jeolojik aktivite sayesinde mümkündür.

Görüntüler, buzlu tepeleri ve daha koyu renkli pürüzsüz yüzeyleri ortaya çıkarır.

Jeolojik aktivite, oluştuktan kısa bir süre sonra onları sildiğinden, çok az krater vardır. Bazı bilim adamları Titan'ın yüzeyinin Arizona çölüne benzediğini, ancak kayanın yerini buzun aldığını belirtti.

Sondanın iniş yerinde, sanki onları uzun zaman önce bir sıvı şekillendirmiş gibi, hafifçe yuvarlatılmış buz sırtları bulundu.

Ovaya doğru hafifçe eğimli kanallarla kaplı tepeler ve yukarıda anlatılan metan göllerinin yanı sıra adalar da vardır. Bu göller, Dünya'nın dışında bir yerde bulunan ve kutupların yakınında bulunan ilk kararlı sıvı cisimlerdir.

Şekil 5. 10 km yükseklikte Huygens sondası tarafından alınan Titan görüntüsü. Kaynak: ESA / NASA / JPL / Arizona Üniversitesi / Kamu malı.

Genel olarak kabartma Titan'da çok belirgin değildir. En yüksek dağlar, altimetrik verilere göre yaklaşık bir veya iki kilometre yüksekliğe ulaşır.

Bu özelliklere ek olarak, Titan'da gelgitler nedeniyle oluşan ve uydu yüzeyinde güçlü rüzgarlar oluşturan kumullar vardır.

Aslında, tüm bu fenomenler Dünya'da meydana gelir, ancak çok farklı bir şekilde, çünkü Titan'da suyun yerini metan almıştır ve aynı zamanda Güneş'ten çok daha uzaktadır.

Referanslar

1. Eales, S. 2009. Gezegenler ve Gezegen Sistemleri. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomi: fiziksel bir bakış açısı. Cambridge University Press.
3. NASA Astrobiyoloji Enstitüsü. NASA, Satürn'ün Ayının 'Zarlar' Oluşturabilen Kimyasala Sahip Olduğunu Buldu. Nai.nasa.gov adresinden kurtarıldı.
4. NASA Astrobiyoloji Enstitüsü. Dünya (lar) da tholinler nedir? Planetary.org'dan kurtarıldı.
5. Pasachoff, J. 2007. The Cosmos: Yeni Milenyumda Astronomi. Üçüncü baskı. Thomson-Brooks / Cole.
6. Tohumlar, M. 2011. Güneş Sistemi. Yedinci Baskı. Cengage Learning.
7. Günlük Bilim. Değişen mevsimlerin kanıtı, Satürn'ün uydusu Titan'ın kuzey kutbuna yağmur. Kurtarıldı: sciencedaily.com.
8. Vikipedi. Titan (ay). En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.