В период с 2004 по 2017 год миссия НАСА «Кассини-Гюйгенс» собрала огромное количество данных об исследовании системы Сатурна и, в частности, его крупнейшего спутника — Титана. Эти данные до сих пор анализируются и позволяют делать все более интересные открытия о характеристиках этого спутника.
Теперь исследовательская группа под руководством Корнельского университета, при участии Болонского университета, JPL и других институтов, а также при поддержке НАСА и ASI опубликовала новое исследование, основанное на данных, собранных зондом «Кассини» во время бистатических радарных экспериментов на полярных морях Титана.
До сих пор радарные наблюдения «Кассини» давали лишь ограниченную информацию о морях спутника, которые состоят из жидких углеводородов и сосредоточены вблизи северного полюса. Анализ этих данных позволил получить новую информацию о составе и активности этих морей. В частности, он позволил отдельно проанализировать и оценить состав и неровности морской поверхности Титана, чего не удавалось достичь при предыдущем анализе моностатических радарных данных.
Что такое бистатический радарный эксперимент?
Эксперимент с бистатическим радаром предполагает направление радиолуча с орбитального космического аппарата в сторону цели, в данном случае моря Титана. Здесь он отражается обратно на приемную антенну на Земле.
Это отражение от поверхности поляризовано, то есть дает информацию, полученную с двух независимых точек зрения. В отличие от моностатических радарных данных, где отраженный сигнал возвращается на космический аппарат. Поэтому такие данные называются «бистатическими». Бистатическая информация представляет собой более полный набор данных и чувствительна как к составу отражающей поверхности, так и к ее неровностям.
В исследовании использовались четыре бистатических радарных наблюдения, собранные «Кассини» во время четырех пролетов в 2014 году — 17 мая, 18 июня и 24 октября, а также в 2016 году — 14 ноября. В каждом случае отражения от поверхности наблюдались, когда зонд достигал максимального сближения с Титаном, а затем снова, когда он удалялся. Команда проанализировала данные наблюдений за тремя крупными полярными морями Титана: Море Кракена, Море Лигеи и Море Пунги.
Состав морей Титана
Анализ данных, полученных в ходе этих экспериментов, выявил различия в составе поверхностных слоев углеводородных морей. Эти различия наблюдались в зависимости от широты и местоположения, например, вблизи рек и эстуариев.
В частности, самая южная часть моря Кракена отличается более высокой диэлектрической проницаемостью (показатель способности материала отражать излучаемый сигнал). Для сравнения, вода на Земле имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость — около 80, а этановое и метановое моря Титана — около 1,7.
Исследователи также установили, что во время пролетов все три моря были в основном спокойными, а поверхностные волны не превышали 3,3 миллиметра. Несколько более высокий уровень неровностей, до 5,2 миллиметра, был обнаружен вблизи прибрежных районов, эстуариев и проливов, что может свидетельствовать о наличии приливных течений.
Море Лигея (Ligeia Mare), показанное на снимке, сделанном международной миссией «Кассини», — второе по величине жидкое тело на Титане. Его размеры составляют примерно 420 км х 350 км, а берега простираются более чем на 3000 км. Оно заполнено жидким метаном.
Реки чистого метана
Более того, реки, питающие моря, кажутся чистым метаном, пока не впадают в открытые жидкие моря, более богатые этаном. Как и на Земле, когда пресноводные реки вытекают и смешиваются с соленой водой из океанов.
«Это прекрасно согласуется с метеорологическими моделями для Титана«, — пояснил Филипп Николсон, профессор Корнельского университета и соавтор статьи. «Они предсказывают, что «дождь», падающий с его неба, скорее всего, состоит почти исключительно из метана, но со следами этана и других углеводородов«.
Валерио Поджиали, исследователь из Корнелла и ведущий автор статьи, говорит, что уже ведется дальнейшая работа над данными, полученными «Кассини» за 13 лет изучения Титана. В этой копилке данных, которую еще предстоит проанализировать различными способами, наверняка появятся новые подтверждения и открытия жидких характеристик этого спутника.
Ждем прибытия миссии NASA Dragonfly, которая пролетит над поверхностью Титана вблизи и даст нам более полное представление об этом мире, так похожем на наш, и в то же время таком разном.
С исследованием, опубликованным в журнале Nature Communications, можно ознакомиться здесь.
