Спутник титан чей – Титан спутник Сатурна фотографии и общие сведения

Содержание

Титан спутник Сатурна фотографии и общие сведения

Общие данные

Размеры Титана в диаметре составляют 5152 км, в результате чего он больше Луны и по диаметру, приблизительно на 50%. Христиан Гюйгенс, будучи известным голландским физиком, механиком, математиком и астрономом, обнаружил Титан как первый спутник Сатурна в 1655 году.

Слоистая структура атмосферы

Астрономы на протяжении длительного времени считали, что его диаметр составляет 5550 км, и он занимал первое место. Истинные размеры удалось узнать позже благодаря аппарату Вояджер-1.

Поверхность этой огромной луны

25 декабря 2004 года, зонд Гюйгенс совершил посадку на поверхность

До 2004 года учёные не знали, как выглядит поверхность этого неизведанного небесного тела, т.к. Титан спутник Сатурна полностью окутывала невероятно плотная оболочка атмосферы, затрудняющая изучение. Но после десантирования на его поверхность аппарата Кассини-Гюйгенс все вопросы были разрешены.

Сравнение поверхностей

На данный момент известно, что его поверхность еще довольно молода по геологическим меркам, и ее покрывают осадочные органические вещества и водяной лед. Она почти вся ровная, если не считать несколько гор и кратеров. Температура поверхности составляет 170-180°С ниже нуля. Атмосферу в основном образуют азот, немного этана и метана.

Углеводородное море Лигеи — второе по величине, радиолокационная съемка Кассини

Значительные участки поверхности покрывают этано-метановые реки и озера. На данном небесном теле ученными была обнаружена жидкость и доказано наличие атмосферы, в результате чего была представлена гипотеза о том, что на Титане может существовать примитивная форма жизни.

Физические характеристики

Снимок Кассини сделанный с использованием 3-х различных фильтров

Доля размером 95% в общей массе всех спутников, окружающих Сатурн принадлежит Титану. Споры о том, откуда взялся такой огромный спутник, привели к нескольким теориям, но к окончательному ответу ученные пока так и не пришли. Одна из теорий звучит следующим образом: данное небесное тело, могло быть образовано из пылевого облака, которое впоследствии захватила гравитация планеты. При этом данная теория так же объясняет такое большое различие в массе спутников.

Орбита движения

Спутник на фоне колец гиганта

Орбита второго по величине спутника в Солнечной системе составляет 1221 870 км, что равняется 20,3 радиуса Сатурна, в результате он располагается за пределами колец Сатурна. Один полный круг вокруг планеты он делает почти за 16 дней. При этом его скорость составляет 5,57 километров в секунду.

Вихрь в атмосфере

Титан, так же как и Луна осуществляет синхронное вращение вокруг своей планеты. Именно из-за того, что обороты вокруг Сатурна и вокруг своей собственной оси у Титана совпадают, он смотрит на планету всегда одной и той же стороной. Траектория вращения Сатурна наклонена по отношению к эклиптике на 26,73′ именно этот момент обеспечивает смену времен года на самой планете и ее спутниках.

Фотография с расстояния 484 тысячи километров

Каждый из сезонов имеет продолжительность приблизительно 7,5 земных лет при этом, сам Сатурн делает один оборот вокруг Солнца, примерно за 30 лет. Исходя из этого, можно предположить, что последнее лето на Титане закончилось в 2009 году.

И напоследок, некоторые, самые зрелищные фотографии Титана

Затмение

Солнечные блики на спутнике и нашей Земле в сравнении

Темные области — углеводородные дюны на поверхности

Южный полярный вихрь

Вместе с Дионой, другой луной Сатурна

spacegid.com

Спутник Титан

Спутник Титан является самый крупным во всей сатурнианской группе и вторым по счёту во всей Солнечной системе. Это единственное космическое тело, имеющее плотный слой атмосферы. Из-за этого учёные в течение долгих лет испытывали трудности в процессе изучения особенностей поверхности планеты. В настоящее время эта ситуация изменилась.

Обнаружение и наименование

Характеристики Титана

Год обнаружения объекта – 1655. Он был замечен Х. Гюйгенсом. Вдохновителем учёного стал Г. Галилей, который отыскал возле юпитера множество других объектов. Так что в 1650-х годах специалист приступил к разработке собственного телескопа. Первое наименование было простым и банальным – спутник Сатурна. Но впоследствии, когда было найдено ещё 4 тела, объект стали именовать Сатурн 4. Нынешнее название луне дал Джон Гершель. Произошло это в 1847 году.

Параметры и характеристики

Спутник Титан имеет следующие свойства и особенности:

значение радиуса – 2576 км, в сравнении с землёй эта отметка составляет 0,404;
показатель массы – 1,345 * 10^23;
средний уровень удалённости от планеты равен 1 221 870 км;
эксцентриситет – 0,0288, что способствует отдалению и приближению тела на регулярной основе;
точная дата, в которую произошло открытие – 25 марта 1655 года;
период времени, в который происходит обращение космического тела, равен 15,945 дня;
точное наклонение составляет в градусах 0,34854 единиц;
диаметр – 5152 км;
площадь, которой обладает сатурнианская луна – 83 миллиона квадратных километров;
уровень плотности веществ – 1,8798 г/куб. см;
показатель Альбедо 0,22.

Чтобы совершить орбитальный пролёт, объекту приходится затрачивать 15 дней 22 часа. Этот период является синхроничным с осевым отрезком времени, поэтому тело повёрнуто к основной планете одной стороной.

Состав и особенности поверхности

Характеристики Титана – спутника Сатурна

Титан – спутник Сатурна, имеющий высокую плотность в связи с гравитационным сжатием. Это говорит об идентичных пропорциях между водяным льдом и каменистым материалом. С внутренней стороны наблюдается послойное деление, которое разделено ядром скалистого типа, способным охватить 3 400 км. Исследование непилотируемой техники, проведённое в 2005 г., дало понять, что под поверхностью, возможно, присутствует океан.

Есть мнение, что жидкость, присутствующая на планете, включает в свой состав воду, аммиак. Это позволяет среде сохранять жидкое состояние даже в условиях низких температур. Слой является молодым, максимальный предполагаемый возраст – 1 млрд. лет. Он гладкий и не лишён ударных кратеров. Высота колеблется, а её максимальное значение может достигать уровня в 1 км. Есть мнение, что такое стечение обстоятельств было спровоцировано геологическими явлениями.

Спутник Титан имеет на своей поверхности цепь из гор. Она простирается на несколько километров и имеет высоту в 1500 м. На некоторых вершинах имеются кратеры. Иногда складывается впечатление, что около основания произошло скопление замороженных лавовых потоков. Особого внимания заслуживает бассейн Минерва в 440 км. Проявляется и тектоническая активность.

Озера из метана

Привлекают внимание учёных и водоёмы, присутствующие на поверхности планеты и, возможно, под ней. В частности, речь идёт об углеводородных морях, озёрах из метана, прочих аналогичных соединениях. Крупнейший объект Кракен располагается со стороны северного полюса. Его площадь достигает отметки в 400 000 квадратных километров, а глубина – 160 м.
Есть и другие крупные моря. Одно из них находится поблизости от северного полюса и называется Лигеи. Площадь его составляет 126 000 квадратных километров. Именно здесь в 2014 году силами НАСА был впервые обнаружен загадочный объект, получивший наименование «Волшебный остров». Это далеко не все интересные феномены. Львиная доля водоёмов концентрируется в полюсных частях. Однако на экваториальных линиях подобные формирования также имеются.

Строение атмосферы Титана

Атмосферный состав

Титан – спутник Сатурна, который пока является единственным, обладающим плотным атмосферным слоем. В нём присутствует внушительный объём азота. Он представляет собой дымку, в которой отсутствует прозрачность. Из-за неё происходит блокирование поступающего света, что напоминает ситуацию с Венерой. Гравитация находится на невысоком уровне, так что атмосфера несколько превосходит Землю. В стратосфере есть азот на 98,4%, метан (1,6%), водород (до 0,2%). Имеются и следы углеводородов (этан, ацетилен, пропан).

Температурный режим составляет минус 179,2 градуса. Лёд при всём этом имеет низкое давление. Если убрать из всех явлений парниковый эффект, на Титане было бы ещё холоднее. В противовес этому феномену нередко срабатывает туман, посредством которого происходит отражение солнечного света. Исследования показали, что есть вероятность возникновения на спутнике сложных молекул органического характера.

Обитаемость космического тела

Спутник Титан принято воспринимать как особую среду со сложной химией органического происхождения и вероятным океаном, расположенным под верхними слоями планетарного тела. Многочисленные изображения свидетельствуют о том, что добавление ультрафиолетовых лучей в такой обстановке способствует формированию сложных молекулярных веществ.

Ученые убеждены, что на поверхности имеется достаточный объём материала органического типа, чтобы эволюционные процессы стартовали, и на планете появилась жизнь наподобие земного существования. Но это требует присутствия воды. То есть гипотетически жизнь на планете возможна. Однако ее формы должны быть особыми и иметь способность выживания в экстремальных условиях. Не исключено наличие жизни в озёрах из метана, о которых речь шла ранее.

Чтобы обеспечить проверку этой гипотезы, было создано несколько моделей. Атмосферная схема гласит, что в верхнем слое присутствует внушительный объём молекулярного водорода, исчезающего у поверхности. Небольшие содержания ацетилена также свидетельствуют о наличии организмах, которые потребляют вещество.

В 2015 г. в учёном мире проводился эксперимент, в рамках которого была создана клеточная мембрана, имевшая способность функционирования в метане жидкого типа. Однако в NASA подобные опыты считают теорией и не сопоставляют с действительностью. Да и условия, в которых мембрана существовала, приравнивались к Земле. Поскольку Титан существенно отличается, говорить о том, что жизнь на нём есть – неверно.

Предполагаемая внутренняя структура Титана

Проведённые и проводимые исследования

Спутник Титан нередко перекрывается кольцами, так что без использования специальных инструментов отыскать его проблематично. А после этого есть преграда, состоящая из плотного слоя атмосферы, который создаёт помехи в процессе изучения космического объекта.

Первым устройством, приблизившимся к Титану, стал «Пионер-11». Произошло это в 1979 году. В итоге были получены снимки, позволившие понять, что для поддержания тех или иных форм жизни планета является слишком холодной.
После этого к поверхности космического тела был отправлен «Вояджер-1» в 1980 и «Вояджер-2» в 1981. Устройствам удалось предоставить детальную информацию об уровне плотности, составе, температуре и массе планеты.
Основная информация была получена вследствие мероприятий, проведённых с помощью аппарата «Кассини-Гюйгенс». Он прибыл в пункт назначения в 2004 г. и снял детали, а также зафиксировал цветовые пятна, к которым ранее доступа не было. Им же были обнаружены моря с озерами.
В 2005 г. на планете оказался зонд, который запечатлел формирования поверхности, находясь рядом с нею. Также были раздобыты снимки темной равнины, что свидетельствовало об эрозии. Поверхность оказалась более теплой, нежели предполагали ученые.

Горная гряда на Титане с высоты 10 км (радиоспектральный снимок с зонда «Гюйгенс»)

В последнее время среди учёных возникает немало мнений о том, что спутник Титан до конца не изучен и требует более глубокого исследования. В 2009 г. были даже попытки, связанные с продвижением проекта, однако его сумел обойти EJSM, зонд которого отправится к Европе, Ганимеду. В 2010 г. производится анализ возможности запуска JET – астробиологического орбитального аппарата. В 2015 г. было принято решение разработать подводную лодку, способную погрузиться в самое крупное море. Но пока все эти проекты не реализуются, а находятся на стадии обсуждения.

Перспектива колонизации

Среди всех космических тел, которые изучены специалистами относительно хорошо, Титан выступает в качестве наиболее выгодной цели для формирования колонии. Ведь на поверхности и в атмосфере планеты имеется внушительное количество элементов, необходимых для поддержания жизнедеятельности:

метан;
азот;
аммиак;
вода.

Они могут быть запросто трансформированы в кислород. Также имеется вероятность формирования атмосферы. Дело в том, что на поверхности луны наблюдается высокое давление, которое в сравнении с Землёй в 1,5 раза выше. А плотная атмосфера способствует максимально сильной защите от проникновения космических лучей. Достаточно много имеется и воспламеняющихся веществ, но, чтобы произошёл взрыв, требуется достаточное количество кислорода.

Есть ещё одно «но». Гравитация здесь невысокая и значительно уступает Луне. Поэтому организм человека, попав в такие условия, будет вынужден столкнуться с большим количеством трудностей, в частности – с тем, что мышцы, вероятно, атрофируются, а кости разрушатся. Трудности возникнут и при заморозках, ведь в температуре -179 градусов выжить проблематично.

Несмотря на потенциальные угрозы и сложности, спутник видится представителям учёного мира как лакомый кусочек для создания колонии. Есть большая вероятность столкнуться с формами жизни, имеющими способность выживать в экстремальной среде. Поэтому не исключена колонизация данного объекта. Не стоит упускать из вида и тот факт, что спутник будет выступать в качестве отправной точки к освоению более удалённых объектов.

Таким образом, Титан – спутник Сатурна, требующий особого изучения и освоения. В настоящее время на нём есть всё, чтобы там существовала жизнь, или произошла колонизация планеты человечеством.

Колонизация Титана — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Титан — крупнейший спутник Сатурна — является одним из кандидатов на колонизацию во внешней части Солнечной системы^[1]. Одна из причин интереса к колонизации спутника — наличие на нём углеводородов, на которых в настоящее время работает большая часть земной техники. В процессе колонизации Титана также следует учитывать возможность наличия жидких органических соединений и даже некислородной жизни^[2]. Текущие планы флагманской программы NASA (Outer Planet Flagship) подтверждают, что Титан наряду с Энцеладом являются наиболее приоритетными целями для дальнейшей разведывательной миссии (ориентировочно в середине 2020-х годов), а следом за ней — перспективно возможного полёта человеческого экипажа^[3].

Оценки перспектив колонизации Титана[править | править код]

Художественное представление поверхности Титана, с дюнами, озёрами, каналами и Сатурном на заднем плане

По оценке Европейского космического агентства, жидких углеводородов на поверхности Титана в сотни раз больше, чем нефти и природного газа на Земле. Разведанные зап

ru.wikipedia.org

Титан (спутник Сатурна) Википедия

Титан
спутник Сатурна
Титан в натуральных цветах (снимок «Кассини»)
Первооткрыватель	Христиан Гюйгенс
Дата открытия	25 марта 1655 года
Большая полуось	1 221 870 км^[1]
Эксцентриситет	0,0288^[1]
Период обращения	15,945 дня^[1]
Наклонение орбиты	0,34854°^[1]
Долгота восходящего узла	28,758^[1] °
Аргумент перицентра	179,920^[1]°
Средняя аномалия	163,308^[1]°
Диаметр	5152 км^[2]
Площадь поверхности	83 млн км²^[2]
Масса	1,3452⋅10²³ кг^[2]
Плотность	1,8798 г/см³^[2]
Ускорение свободного падения	1,352 м/с²
Первая космическая скорость (v₁)	1,867 км/с
Вторая космическая скорость (v₂)	2,639 км/с
Период вращения вокруг оси	синхронное вращение относительно Сатурна
Наклон оси вращения	отсутствует
Альбедо	0,22^[3]
Температура поверхности	93,7 К (−179,5 °C)^[4]
Атмосфера	азот — 98,4 %, метан — 1,6 %; давление — 146,7 кПа^[5]^[6] (в 1,5 раза больше земного)
Медиафайлы на Викискладе
Информация в Викиданных

У этого термина существуют и другие значения, см. Титан.

Тита́н (др.-греч. Τιτάν) — крупнейший спутник Сатурна, второй по величине спутник в Солнечной системе (после спутника Юпитера Ганимеда), является единственным, кроме Земли, телом в Солнечной системе, для которого доказано стабильное существование жидкости на

ru-wiki.ru

Спутник планеты Сатурн -Титан

Этот спутник является крупнейшим среди тех, которые есть у Сатурна. Также Титан занимает вторую позицию среди спутников в нашей системе, уступая первое место только Ганимеду, вращающемуся вокруг Юпитера. Также спутник Титан является единственным космическим объектом Солнечной системы, исключая Землю, на котором точно есть вода в жидком состоянии. Титан единственный спутник в нашей системе, у которого есть достаточно плотная атмосфера. Спутник Сатурна был открыт первым среди прочих лун этого газового гиганта. Подтверждение его существования было получено в 1655 году во время обнаружения голландским астрономом Христианом Гюйгенсом.

Размеры спутника и особенности рельефа

Космический объект, вращающийся вокруг Сатурна, имеет диаметр 5152 км, это примерно на 50 процентов больше, чем у Луны. В то же время масса Татана превышает массу нашего естественного спутника на 80 процентных пунктов. Спутник Сатурна больше, чем планета Меркурий, уступая ей только по массе. По силе тяжести спутник Титан уступает Земле, этот показатель равен всего 1/7 от земного. В то же время масса Титана равняется 95 процентам от веса всех лун газового гиганта.

Спутник Титан отличается ледяной корой, которая укрывает практически всю поверхность. Ландшафт покрывают органические осадочные вещества. Рельеф геологически молодой и ровный, если не брать в расчёт небольшое число горных хребтов и кратеров. На поверхности Титана обнаружены криовулканы. Из-за плотной атмосферы, которая окружает спутник, ученым долгое время не удавалось разглядеть ландшафт Титана. Ситуация изменилась в момент прибытия к Сатурну автоматического аппарата «Кассини» в 2004 году.

По преимуществу состав атмосферы представлен азотом, а также небольшим объемом метана с этаном, наличие которых приводит к образованию облаков. Именно они являются причиной осадков на спутнике, которые выпадают в жидком или твердом виде. Поверхность спутника имеет ряд озер, которые наполнены метан-этановым составом. Давление возле поверхности спутника почти в 1.5 раз больше, чем на Земле. Поверхность Титана прогревается до -170 градусов.

Низкая температура Титана, тем не менее, позволяет сопоставить его с нашей планетой, когда она пребывала на ранних стадиях формирования. В то же время не исключается возможность обнаружения простых форм жизни на поверхности или под ней, к примеру, в подземном водоеме, условия расположения которого более комфортны, чем на ледяном ландшафте спутника.

Открытие спутника Титан

Титан был впервые обнаружен Христианом Гюйгенсом, 1655 году. На это открытие астронома и математика вдохновил Галилей, поэтому Гюйгенс, которому помогал его брат, приступил к созданию телескопа с апертурой в 57 мм. Его кратность позволяла увеличить объекты в 50 раз. Сконструированный телескоп позволил Гюйгенсу наблюдать за различными планетами в Солнечной системе. Именно у Сатурна исследователю удалось обнаружить яркий объект, который проходил полный круг вокруг газового гиганта за 16-тидневный период.

После совершения нескольких оборотов, когда кольца планеты практически не влияли на точность наблюдений, астроном смог подтвердить свою находку. После этого ученый решил зашифровать наблюдение анаграммой admovere oculis distantia sidera nostris, vvvvvvvcccrrhnbqx. Письмо с этой строкой получил Джон Валлис в июле 1655 года. Расшифровкой анаграммы послужил следующий текст – «спутник обращается вокруг Сатурна за 16 дней и 4 часа».

Спутник Сатурна долгое время не имел собственного названия. Некоторые ученые решили называть его «Гюйгенсовым спутником». Но после того, как Кассини доказал существование еще четырех спутников газового гиганта, открытую Гюйгенсом луну начали называть Saturn IV. Это обозначение связано с тем, что спутник занимает четвертую позицию от своей планеты. Но уже 1789 году подобный метод наименования пришлось упразднить, так как были найдены новые спутники, некоторые из которых были более близко к планете, чем открытые ранее объекты.

Обозначение, которым мы пользуемся сегодня, было предложено Джоном Гершелем, сыном известного астронома. Он предложил вариант обозначить семь спутников Сатурна, которые были известны на тот момент, именами титанов из древнегреческой мифологии.

Вращение спутника Титана

Орбита Титана равняется 1221870 км. Это показывает, что спутник расположен за пределами колец газового гиганта, последнее из которых находится на расстоянии в ¾ млн. км от его поверхности. Ближайшие спутники расположены на расстоянии в 242 тыс. км и 695 тыс. км от Титана. Титан и Гиперион находятся в орбитальном резонансе с соотношением 3 к 4. Титан успевает сделать полный пролет по орбите Сатурна за 15 дней и 22 часа, а его средняя скорость вращения находится в пределах 5,57 км/с. У орбиты Титана отмечается наличие эксцентриситета, который составляет 0.02. Орбита имеет отклонение от экватора газового гиганта на 0.348 градуса.

Как и в случае с Луной, спутник вращается синхронно с планетой, что обусловлено приливными силами Сатурна. Это показывает, что спутник вращается вокруг оси и вокруг планеты с одинаковым периодом, поэтому Титан всегда развернут к Сатурну одной стороной. Благодаря наклону оси вращения Сатурна в 26,73 градусов происходит постоянная смена времен года не только на планете, но и на спутниках. Вокруг Солнца Сатурн делает оборот за 30 лет. Последний летний сезон на территории южного полушария на Титане завершился в 2009 году.

Центр массы между спутником и планетой находится всего в 30000 метров от ее собственного центра. Это обусловлено огромной разницей массы между космическими телами. По этой причине Титан практически не оказывает влияния на планету.

Долгое время астрономы приходили к мнению, что спутник имеет диаметр 5550 км. В этом случае он мог бы стать первым среди спутников в Солнечной системе. Тем не менее, исследовательский аппарат «Вояджер-1», сделавший снимки спутника, продемонстрировал наличие высокоплотной атмосферы, которая не позволяла ранее в точности определиться с размерами спутника.

По своему диаметру, массе и показателю плотности, спутник похож на луны Юпитера — Ганимед и Каллисто. Масса Титана на 4/5 превышает массу Луны, а его радиус наполовину больше, чем у естественного спутника Земли. Спутник имеет среднюю плотность на уровне 1,88 г/см³, которая является самой большой среди прочих лун Сатурна. Сегодня продолжаются споры о том, каким образом произошло формирование Титана. Имело ли место влияние пылевого облака, от которого был сформирован газовый гигант, или Титан был притянут гравитацией планеты уже в более поздний период. Именно благодаря последней теории удается объяснить, почему так неравномерно распределяется масса среди спутников Сатурна. Титан отличается довольно крупными размерами, поэтому он способен поддерживать высокую температуру ядра, что обеспечивает геологическую активность.

Структура спутника Титан

Спутник представляет собой сферу, которая на 50% состоит изо льда, а еще на 50% из горных пород. Состав структуры спутника делает его в значительной степени похожим на Ганимед, Каллисто или Тритон. В то же время отличием его от указанных лун является структура плотной атмосферы.

Титан по своим габаритам похож на Меркурий или Ганимед, но у него также есть обширная атмосфера, толщина которой достигает 400км. Современные исследования позволяют говорить о том, что она составлена азотом, который присутствует в атмосфере на уровне 95 процентов. Поэтому на поверхность спутника действует давление, на 1.5 раза превышающее атмосферу Земли. Метан, который есть в атмосфере, может запускать процесс фотолиза в верхнем слою. Спутник Сатурна является единственным среди присутствующих в Солнечной системе, рельеф которого невозможно разглядеть с помощью оптического диапазона.

Сегодня в научном сообществе не успело сложиться единое мнение о том, откуда возникла атмосфера Титана. Существует несколько разных теорий, каждая из которых сталкивается с серьезными контраргументами. Один из вариантов рассматривает возможность того, что первоначально спутник имел аммиачную атмосферу. Но со временем произошел процесс дегазации Титана, которому активно помогало ультрафиолетовое излучение. Под его воздействием аммиачная атмосфера была разложена на азот и водород, которые стали в последующем молекулами N2 и h3. Азот, имеющий большую массу, опустился ниже, а водород начал улетучиваться в космос ввиду низкой гравитации спутника.

Но ученые, не поддерживающие данную теорию, отмечают, что такой процесс может происходить только в том случае, если космический объект имеет высокую температуру, чтобы обеспечить процесс дифференциации недр на твердое ядро и ледяной покров. Но полученные данные с аппарата «Кассини» показывают, что структура Титана не имеет насколько четкого подразделения на слои.

Согласно другой теории сохранение азота могло быть связано с периодом, когда спутник только находился на стадии формировки. Но в этом случае в атмосфере должен быть аргон-36, который участвовал в образовании планет и спутников в Солнечной системе. Но исследования показывают, что этот изотоп представлен в незначительном количестве.

Одна из публикаций журнала Nature Geoscience содержит статью с теорией о том, что Титан получил свою атмосферу ввиду интенсивной кометной бомбардировки, имевшей место свыше 4 млрд. лет назад. Как заявлено авторами теории, образование азота из аммиачной атмосферы возможно при ударении тел о рельеф спутника. Такие столкновения происходят на высокой скорости, а в местах, куда падают кометы, существенно идет вверх температура, а также многократно увеличивается давление. По этой причине становится возможным протекание необходимой реакции между элементами. Чтобы проверить свою теорию, ученые воспользовались лазерными пушками, которыми была проведена бомбардировка застывшего аммиака золотыми и платиновыми снарядами. Во время опыта удалось продемонстрировать, что в момент столкновения аммиак разлагается на составные компоненты в виде водорода и азота. Ученые пришли к выводу, что интенсивная бомбардировка поверхности спутника в древности привела к высвобождению 300 квадриллионов тонн азота. Такого объема вещества, как они считают, хватает для создания существующей атмосферы спутника.

Недавние исследования потерь атмосферы спутника в сравнении с первоначальным уровнем удалось провести благодаря сравнению изотопов азота. Их соотношение примерно в 4 раза выше, чем на нашей планете. Это показывает, что уровень первозданной атмосферы Титана был приблизительно в 30 раз больше, чем сегодня. К такому выводу удалось прийти по причине того, что небольшая масса изотоп 14N должна приводить к его быстрой потере.

Атмосфера Титана

Атмосфера Титана удалена от его поверхности примерно в 10 раз выше, чем в случае с земной атмосферой. В частности, тропосфера находится на уровне 35 км. До 50 км от поверхности располагается тропопауза. В этом слое температурный режим остается стабильным, после чего начинается постоянный нагрев атмосферы. Возле поверхности планеты зафиксирована температура на уровне -180 градусов по Цельсию, но при подъеме с поверхности она повышается и достигает -121 градуса. Структура ионосферы спутника значительно сложнее земной. Основной ее массив отмечается на уровне 1200 км над поверхностью. Ученое сообщество было немало удивлено открытием второго слоя ионосферы, залегающего на расстоянии в 40-140 км над поверхностью.

Единственными телами в солнечной системе, которые обладают плотной атмосферой и имеют большое содержание азота, выступает спутник Сатурна и Земля. Состав атмосферы на Титане включает примерно 98 процентов азота, и лишь менее двух процентов метана и аргона. Во время исследований удалось обнаружить диацетилен, метилацетилен, цианоацетилен, гелий и другие компоненты. Но атмосфера Титана практически лишена свободного кислорода.

У спутника Сатурна практически нет магнитного поля, поэтому атмосфера постоянно подвергается влиянию солнечных ветров. В то же время она разрушается космическим и солнечным излучением, что приводит к разложению азота и метана на углеводородные радикалы. Из этих элементов создается ряд сложных соединений, к которым относят бензол.

Климат Титана

Поверхность Титана имеет температуру в пределах -180 градусов. Плотная и непрозрачная атмосфера приводит к тому, что разница температуры на экваторе и полюсах незначительна. Такая низкая температура в связке с высоким давлением не позволяет таять ледяному покрову, поэтому в атмосфере очень мало жидкости. Высокие слои демонстрируют существенное содержание метана. Его наличие должно было стать причиной процессов, запускающих парниковый эффект, что должно было бы повысить температуру на Титане. Но Титан окутан оранжевым туманом, в котором содержатся молекулы органических соединений, что приводит к поглощению солнечных лучей. Через этот туман проходят только инфракрасные лучи, поэтому на Титане создались условия антипарникового эффекта, который не дает повысить температуру над поверхностью.

Порывы ветра на спутнике не обладают достаточной силой. Обычно наблюдается ветер со скоростью в 0,3 м/с. На большой высоте возможно изменение направления ветра. На удалении в 10 км от поверхности ветер значительно усиливается. Здесь скорость порывов может составлять 30 м/с, поэтому возникает дифференциальное вращение. При достижении высоты в 120 км над спутником отмечен высокий уровень турбулентности. Такие данные были получены еще в 1980-х, когда к Сатурну был отправлен первый «Вояджер». Но самым ошеломляющим открытием стало то, что на высоте в 80 км над поверхностью спутника существует зона штиля. Такое невероятное явление остается без объяснения.

Информация, которую удалось получить во время спуска зонда «Гюйгенс», была использована для создания модели движения атмосферной массы над спутником. После проведенных вычислений ученые получили ячейку Хадли. Она характеризуется тем, что теплый воздух летом переносится с юга на север, где после остывания он возвращается на южную сторону. Период смены циркуляции происходит раз в 14.5 лет.

Облачность на Титане

Благодаря конденсации метана на высоте в несколько десятков км образуются облака. По данным, которые удалось получить «Гюйгенсу», показатель относительной влажности метана увеличивается в зависимости от высоты. У поверхности его значение находится в пределах 45%, а на высоте 7-8км повышается до 100%. В то же время снижение содержания метана происходит в обратном порядке. На высоте в 16 км замечены разряженные облака, которые состоят из метана и азота. На поверхности Титана может постоянно выпадать изморозь, компенсация которой происходит под действием испарения.

Во время пролета над поверхностью Титана в 2006 году аппарат «Кассини» запечатлел наличие громадного облака, которое расположилось на высоте 40 км. Ученым давно известно о возможности метана формировать облака, но в этом случае скопление газа было представлено этаном, так как размеры частиц указывали на него. К тому же, именно этан может быть конденсирован на такой высоте. Также космический зонд нашел облака над полюсом, которые представлены метаном, этаном и другими органическими соединениями. Диаметр облака был равен 2400 км. Повторно облако было заснято уже через месяц, когда зонд «Кассини» встретил его снова на том же месте. Исследователи делают предположение о том, что в тот момент над полюсом спутника шел дождь или выпал снег, если температурный режим был достаточно низким.

В различное время фиксировались скопления облаков над южным полушарием. Они занимали примерно 1 процент поверхности, но этот показатель может повышаться до 8 процентов. Различия можно объяснить тем, что в южной части спутника в тот момент времени был летний сезон, поэтому там происходил подогрев атмосферы. В подобном случае наблюдается способность метана к образованию облачного покрова, хотя уровень влажности этана равен 100%. В сентябре 2010 года исследователи приступили к анализу снимков космического зонда «Кассини», после чего они сделали вывод, что в экваториальной части Титана временами происходят сильные дожди. В качестве подтверждения своей теории они приводят высокий уровень изрезанности, который наблюдается только при речных потоках.

Во время наблюдений удалось определить, что облачность на Титане определяется широтой. В высокой широте во время зимнего периода часто образуются скопления постоянных облаков, которые формируются над тропосферой. В низкой широте облака расположены на уровне 15 км, поэтому их размеры остаются небольшими, и они не отличаются постоянством. Длительные наблюдения за спутником с поверхности Земли показывают сезонность облачности в атмосфере Титана. Во время полного оборота Сатурна вокруг Солнца, который занимает 30 лет, на его спутнике 25 лет происходит формирование облаков, после чего они пропадают из атмосферы на 5 лет, чтобы снова сформироваться с началом повторения цикла.

Радарные изображения Титана, которые получилось сделать в 2006 году, демонстрируют наличие горных хребтов на его поверхности. Их высота не превышает 1 км. Исследователям удалось заметить также долины с многочисленными руслами рек, которые стекают с возвышенности. Пятна темного цвета, которые показаны на снимках, обычно ассоциируют с высохшими озерами. Эксперты отметили присутствие существенной эрозии хребтов. Из-за потоков жидкого метана, которые проливаются на поверхность в период сильных ливней, в горных грядах могли образоваться пещеры. Недалеко от Ксанаду был обнаружен необычный объект под названием Hotei Arcus. Его особенностью является дугообразная форма, а также высокая яркость объекта. Возможно объект выступает в качестве активного вулканического района, или здесь расположены крупные отложения определенного вещества. На сегодня определить точно значение этого открытия не удается.

На экваторе спутника находится светлый регион Адири, где распложены горные хребты, высота которых достигает несколько сот метров. Ученые не исключают возможность открытия на поверхности южного полушария крупной горной цепи, протяженность которой составляет 150 км. Горы Митрим имеют пик, высота которого более 3.3км. Все эти открытия подтверждают тектонические процессы, которые привели к формированию рельефа спутника.

Поверхность спутника довольно гладкая. Допускается вариация высоты, не превышающая 2 км. Но существуют также местные серьезные изменения высоты, которые фиксируют стереоизображения и радарные данные, которые удалось получить «Гюйгенсу». На поверхности спутника есть много крутых склонов. Их наличие можно считать доказательством постоянных эрозионных процессов, в которых участвует жидкость и ветер. Наличие ударных кратеров на поверхности спутника подтверждается, но их довольно мало. Причиной сложности в их выявлении является быстрое заполнение кратеров осадками, а также действие эрозии ветра. Контрастность ландшафта снижается при приближении к полюсам.

Дюны Титана

На поверхности Титана найдены темные участки, которые похожи по габаритам с Ксанаду. Они находятся в экваториальной зоне, поэтому исследователи первоначально ассоциировали их с метановыми морями. Благодаря радарным исследованиям удалось отметить, что темные пятна практически всегда накрывают ряды дюн, которые вытянуты в направлении преобладающего ветра.

Наличие темного оттенка низменностей обычно объясняют тем, что в этих местах большое скопление пыли, которая выпадает из атмосферы и смывается осадками в низменности. Не исключено, что пыль может быть смешана с ледяной крошкой.

Метановые реки и озёра Титана

Ученые уже много лет рассматривали вероятность наличия на Титане озер, заполненных метаном в жидком виде. Но впервые такую гипотезу удалось подтвердить во время экспедиции «Вояджер». Космические аппараты продемонстрировали наличие плотной атмосферы определенного состава и необходимого температурного режима, который позволяет сохранять жидкое состояние метана. Уже в 1995 года благодаря работе телескопа «Хаббл» удалось получить информацию о том, что на поверхности спутника есть несколько озер, заполненных метаном. Старт программы «Кассини», который произошел в начале 2004 года, позволил провести более детальное изучение поверхности Титана. Благодаря нескольким запланированным пролетам над Титаном была получена информация, подтверждающая гипотезу. Первоначально исследователи рассматривали возможность получения данных благодаря отражению света, но блики от поверхности спутника так и не были зафиксированы. Только в 2009 году аппарат отправил на Землю сведенья о фиксации отражения солнечных лучей от гладкой поверхности. Нею оказалось озеро, заполненное жидким веществом. Это стало первым достоверным подтверждением гипотезы.

До этого на приполюсном участке Титана автоматический аппарат уже фиксировал ровную поверхность с хорошим поглощением, которая была ассоциирована с этановыми или метановыми озерами. Еще в 2005 году аппаратура «Кассини» зафиксировала темную зону на поверхности, имеющую отчетливые границы. Ее также идентифицировали в качестве жидкого озера. Теперь объект носит название Онтарио. Во время радарного исследования региона Меццорамия удалось обнаружить развитую речную систему, береговая линия которой имела следы сильной эрозии. Русло реки был покрыто жидкостью или она протекала по нему относительно недавно.

В 2007 году «Кассини» пролетал над северным полюсом и зафиксировал гигантские озера, самое большое из которых было названо морем Кракена. Его размеры превышали 1000 км по длине, а площадь водоема идентична Каспийскому морю.

Позднее учеными, во время исследования изображений, полученных от «Кассини» в 2004-2008 годах, был найден объект, который похож на озеро. Его глубина достигает метра, а находится он в пустынном регионе спутника. Обнаружение объекта было бы невозможно без использования инфракрасной съемки во время исследований космического аппарата. Протяженность озера составляет 60 км, а в ширину оно составляет 40 км. Помимо этого озера удалось найти еще четыре объекта, которые напоминают по форме болота, которые можно обнаружить на поверхности Земли.

Исходя из информации, которую удалось собрать «Кассини», а также компьютерной модели, ученые смогли определить следующий состав жидких водоемов — этан (76%), пропан (8%), метан (10%). Из других исследований можно заметить, что главными элементами вещества, наполняющего озера, выступают метан и этан. Запасы газов, которые наполняют озера на поверхности спутника Титан, в разы больше, чем объем нефти или газа на нашей планете. Ранее специалисты из NASA сделали предположение, что при определенных условиях на озерах спутника Сатурна можно даже наблюдать плавающие льдинки. Такие ледяные осколки должны содержать не менее пяти процентов газа, чтобы они оставались над поверхностью озера.

Самое большое скопление водоемов на поверхности Титана соотносится с северным полюсом, а на южном они практически отсутствуют. Такая тенденция объясняется климатическими условиями на Титане. Каждый сезон в среднем продолжается примерно 7 земных лет. За этот период времени вещество, наполняющее водоемы, может испариться на одном полушарии и снова появиться на другом.

Во время снижения «Гюйгенса» на Титан, удалось отснять ряд изображений, где отчетливо видны светлые зоны в виде холмов, которые пересекают русла, берущие начало их темной области. Посадка аппарата произошла, вероятно, на темной поверхности, так как под ним был твердый рельеф. Грунт, который находился в ме

astro-azbuka.ru

факты о самом большом спутнике Сатурна

Астрономия для детей > Солнечная система > Планета Сатурн > Спутники Сатурна > Титан

Титан – самый большой спутник Сатурна: описание для детей с фото, размер, масса, расстояние, интересные факты, атмосфера, метановые озера, есть ли жизнь.

Начать объяснение для детей родители или в школе могут с того, что Титан — самый крупный спутник Сатурна, занимающий вторую позицию по размерам в нашей Солнечной системе (впереди Ганимед Юпитера). Кроме того, только у него есть облака и плотность, напоминающие планетарную атмосферу.

Важно объяснить детям, что условия спутника очень похожи на ранние земные годы (только вот наша планета из-за приближенности к Солнцу всегда была теплее). Однако это пока наиболее похожий на Землю мир.

Далее вы узнаете не только описание и характеристику спутника, но также интересные факты и поймете почему спутник Сатурна Титан смог сохранить подобие атмосферы. Вся информация иллюстрируется качественными фото и рисунками.

Спутник Титан в цифрах — объяснение для детей

Диаметр – 5150 км (половина земного размера или почти Марс).
Температура поверхности – падает до -179°C (вода превращается в твердый материал, а метан – жидкий).
Поверхностное давление – выше земного – 1.6 бар (на Земле – 1 бар).
Орбитальный период – 15.945 дней.

Другие факты о спутнике Титан — объяснение для детей

Для самых маленьких будет интересно услышать, что имя спутник получил из мифов Древней Греции. Титаны были старшими богами, правившими над людьми до прихода Олимпа.

Вы видите впадину в оранжевых и голубых слоях спутника около южного полюса. Снято 11 сентября 2011 года аппаратом НАСА Кассини.

Спутник нашел в 1655 году астроном из Голландии Кристиан Гюйгенс. Зонд из миссии Кассини назван в его честь, он же и отправился на Титан. Это был первый объект, который посетил спутник.

Диаметр на 50% больше земной Луны. По размерам он даже превосходит Меркурий, но по массе достигает лишь половины. Состоит в основном из ледяной воды и скал. У спутника нет магнитного поля.

Атмосфера Титана — объяснение для детей

Дети заметили, что луну обволакивает оранжевая дымка, не позволяющая взглянуть на поверхность до прибытия аппарата. Атмосфера занимает около 600 км (выше земной). Из-за такой толщины, спутник казался наибольшим в нашей системе. Только в 1980 году Вояджер развеял этот миф.

Кассини рассматривает туманную атмосферу спутника (снято 25 сентября 2008 года).

Отличается сложным и активным атмосферным слоем, состоящим из азота (95%) и метана (5%). Кроме того, замечены также органические молекулы с содержанием углерода и водорода, которые часто вмещают кислород и прочие элементы, присутствующие в земной атмосфере.

Для самых маленьких понравится, что в спутнике кроется настоящая тайна: так как метан разрушен солнечными лучами, то ученые считают, будто существует еще один источник. Это может быть вулканическая активность, хотя точных данных нет.

Атмосфера способна распространяться в пространство, как и земная. Аппарат заметил полярные ветра, вытягивающие метан и азот (заряженные столкновением со светом) вдоль магнитного поля планеты и из атмосферы. Полагают, что это происходит и на нашей планете.

Волшебный остров — объяснение для детей

Вблизи южного полюса сосредоточено множество метановых озер. В 2014 году была найдена временное образование – «Волшебный остров». Скорее всего, что это пузырьки азота, образовавшиеся в океанах Титана, которые на некоторое время появляются на поверхности и создают островок. В последствие, они рассеиваются.

Это второй мир с наличием поверхностной жидкости (метановые и этановые озера и моря). Более того, там наблюдаются реки и даже дождевая активность. Это настоящий гидрологический цикл, похож на земной.

Огромная поверхностная площадь покрыта песчаными углеводородными дюнами. Они напоминают намибийскую пустыню в Африке. Метан существует в жидком состоянии, поэтому при испарении создает облака, вызывающие метановые дожди. Над поверхностью парят облака метанового льда и цианистого газа.

Из-за удаленности Титан не особо освещен, поэтому климат зависит от изменения количества, сопровождающего сезоны. Изучение Титана поможет лучше разобраться в структуре далеких планет.

Миссия Кассини — объяснение для детей

Сейчас Кассини продолжает погружаться в кольца Сатурна, все ближе подходя к атмосфере. Главная миссия закончилась еще в 2008 году (4 года вращения вокруг кольцевой системы), а расширенная завершится в 2017 году.

Важно объяснить для самых маленьких, что аппарат запустили в 1997 году с зондом Гюйгенс, созданным Европейским космическим агентством. Зонд предназначался для исследования спутника и добился поразительных результатов. На Титане отыскали множество гор высотою в 10000 футов.

Это ложное цветовое изображение Кассини, демонстрирующее спутник в ультрафиолетовых и инфракрасных диапазонах длин волн.

Кассини закрепился на орбите планеты в 2004 году и высадил Гюйгенс с парашютом на спутник 14 января 2015. После этого Титан стал главным приоритетом в научных кругах. Миссии удалось узнать о структуре и богатой атмосферной органической химии. Именно поэтому исследователи надеются найти там внутренний океан из воды и аммиака. Аппарат также уловил смену времен года. Например, в 2015 году в южном полушарии образовалось ледяное облако (зима там будет морозной). Зонд охотился за доказательствами присутствия смены сезонов и активности вулканов.

Перспектива для жизни — объяснение для детей

Дети должны знать, что современные условия могут сделать Титан подходящим для жизни в будущем. Через 6 миллиардов лет Солнце должно увеличить свою температуру и превратиться в красного гиганта. Тогда температура спутника тоже возрастет и образуется жидкий океан. Если все пойдет по этому сценарию, то Титан станет похожим на Землю.

Кроме того, сложные органические химические вещества могут быть расположены ближе к поверхности, чем полагали. Раньше исследователи думали, что атмосферная химия была непримечательной. Но это не так. Несмотря на холод, там просматривается много схожести с земными особенностями.

v-kosmose.com