Спутник какой планеты обладает массивной атмосферой. Далекий спутник Титан: сюрприз или очередная загадка Солнечной системы. Горячие планетные короны

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.

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

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

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

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

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.

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.

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

Второй по величине в Солнечной системе после Ганимеда (Юпитер). По своему строению данное тело очень похоже на Землю. Атмосфера его также имеет сходство с нашей, а в 2008 году на Титане был обнаружен крупный подземный океан. По этой причине многие ученые предполагают, что именно этот спутник Сатурна станет в будущем обителью человечества.

Титан - спутник, который имеет массу, равную приблизительно 95 процентам массы всех Сатурн. Сила тяжести составляет примерно седьмую часть от на Земле. Это единственный спутник в нашей системе, который обладает плотной атмосферой. Исследование поверхности Титана затруднено из-за густого облачного слоя. Температура составляет минус 170-180 градусов, а давление у поверхности в 1,5 раза выше, чем у Земли.

Есть на Титане озера, реки и моря из этана и метана, а также высокие горы, которые состоят в основном изо льда. По предположениям некоторых ученых, вокруг каменного ядра, которое в диаметре достигает 3400 километра, есть несколько ледяных слоев с различными типами кристаллизации, а также, возможно, один слой из жидкости.

В ходе исследований на Титане был обнаружен огромный углеводородный бассейн - море Кракена. Его площадь составляет 400 050 квадратных километров. Согласно компьютерным расчетам и снимкам, сделанным с космического аппарата, состав жидкости во всех озерах приблизительно такой: этан (около 79 %), пропан (7-8 %), метан (5-10 %), водорода цианид (2-3 %), ацетилен, бутан, бутен (около 1 %). Согласно другим теориям, основными веществами являются метан и этан.

Титан - спутник, атмосфера которого в толщину достигает примерно 400 километров. Она содержит слои углеводородного “смога”. По этой причине поверхность данного небесного тела невозможно наблюдать при помощи телескопа.

Планета Титан получает очень мало энергии Солнца для обеспечения динамики процессов в атмосфере. Ученые высказали мнение, что энергию для перемещения атмосферных масс обеспечивает сильное приливное воздействие планеты Сатурн.

Вращение и орбита

Радиус орбиты Титана составляет 1221870 километров. За ее пределами нахдятся такие спутники Сатурна, как Гиперион и Япет, а внутри - Мимас, Тефия, Диона, Энцелад. Орбита Титана проходит вне

Полный оборот вокруг своей планеты Титан-спутник делает за пятнадцать дней, двадцать два часа и сорок одну минуту. Скорость движения по орбите равна 5,57 километрам в секунду.

Как и многие другие, спутник Титан относительно Сатурна вращается синхронно. Это означает, что время вращения его вокруг планеты и вокруг своей оси совпадают, в результате чего Титан всегда повернут одной стороной к Сатурну, поэтому на поверхности спутника есть точка, в которой Сатурн всегда представляется висящим в зените.

Наклон оси вращения Сатурна обеспечивает на самой планете и ее спутниках. Например, последнее лето на Титане закончилось в 2009 году. При этом длительность каждого сезона составляет примерно семь с половиной лет, так как полный оборот вокруг звезды Солнце планета Сатурн делает за тридцать лет.

Титан один из 62 спутников планеты Сатурн, 6-ой планеты Солнечной системы. Его поверхность похожа на поверхность Земли, на поверхности можно встретить горы и равнины, как на Земле. Но самое главное на Титане найдены реки, озера и даже моря, такой находки ученые не наблюдали больше нигде в Солнечной системе, кроме Земли. Если здесь имеется вода, то он может быть обитаемым. Для того чтобы это узнать, нужно было определить, откуда на спутнике Сатурна взялась вода. После изучения поверхности Титана, исследовательской обсерваторией “Касини”, запущенной из США, штат Флорида в 1997 году, оказалось, что на Титане, как и на Земле, идут дожди.

Титан – Самый крупный спутник Сатурна.

Дожди на спутнике Сатурна сильно отличаются от земных дождей. У дождя Титана капли в двое больше и их скорость падения на поверхность спутника в 10 раз меньше. После подробного и долгого изучения дождя было установлено, что капли состоят не из воды, а из метана. Но это не значит что там нет воды. Вода была обнаружена, но не сразу, ее не искали в камнях, которыми вода стала из-за низкой температуры. Ведь температура на спутнике Сатурна опускается до -180°C

Взяв во внимание то, что метан – это газ, который вырабатывают бактерии, ученые уже выдвинули предположение, что Титан обитаем. Тут мнения ученых разделились: первая половина ученых считает, что здесь могут существовать максимум микроорганизмы; но вот другие ученые абсолютно противоположного мнения и заявляют, что Титан населяет разумная внеземная цивилизация.Мнения ученых сходятся в одном – эта форма жизни абсолютно не похожа не земную. Но пока никакая жизнь не была обнаружена.

На Титане существует плотная атмосфера, что дает возможность существования жизни. Эта атмосфера очень похожа на земную, есть только небольшое отличие – у Земли 1/3 воздуха это кислород, а 2/3 это азот. У титана воздух состоит почти из чистого азота, для человека это благоприятный газ не опасный для дыхания. Давление воздуха здесь немного больше чем на Земле.

Ученые всего мира работают над программой освоения Титана. На сегодня главная задача- построить космический корабль, для отправления его на спутник Сатурна. В дальнейшем, если это будет нужно, он может стать запасной планетой для людей, но до этого еще далеко. Все что сейчас нам остается это только размышлять на эту тему и изучать спутник Сатурна.

Теория о внеземной жизни.

Если говорить о возможности внеземной жизни и верить в теорию о , которая говорит о том, что наша Вселенная не уникальна и существует множество других Вселенных, похожих на нашу, но немного отличаются. Если верить в эту теорию, то внеземная жизнь может существовать совсем не там, где мы ищем. Другая форма жизни может существовать на нашей планете, но в параллельной Вселенной.

Название спутника: Титан;

Диаметр: 5152 км;

Площадь пов-ти : 83 000 000 км²;

Объем : 715,66×10 8 км³ ;

Масса : 1,35×10 23 кг;

Плотность : 1880 кг/ м³;

Период вращения : 15,95 суток;

Период обращения : 15,95 суток;

Расстояние от Сатурна : 1 161 600 км;

Орбитальная скорость : 5,57 км/ с;

Длина по экватору : 16 177 км;

Наклон орбиты : 0,35°;

Ускор. свободного падения: 1,35 м/с²;

Титан - самый крупный спутник Сатурна , а также второй по величине спутник Солнечной системе . Долгое время считалось, что Титан - самая большая луна Солнечной системы. С момента современных исследований ученые обратили внимание на размер спутника Юпитера Ганимед , у которого радиус (2634 км) на 58 км больше чем у Титана (2576 км). Спутник Сатурна не только крупнее остальных лун, но и даже некоторых планет. Например радиус первой планеты от Солнца Меркурий составляет 2440 км, что на 136 км меньше радиуса Титана, а последняя планета Солнечной системы - Плутон , по объему в 10 меньше спутника. Размер Титана среди планет близок к Марсу (радиус 3390 км), а ихние объемы находятся в соотношении 1:2,28 (в пользу Марса). Кроме того Титан - самое плотное тело среди всех спутников Сатурна. А масса крупнейшей луны больше других спутников Сатурна вместе взятых. На долю Титана приходится более 95 % массы всех спутников Сатурна. Это немного похоже на соотношение массы Солнца и всех остальных тел в Солнечной системы . Где на массу звезды приходится более 99 % массы всей Солнечной системы. Плотность и масса Титана 1880 кг/м³ и 1,35×10 23 кг схожа со спутниками Юпитера — Ганимедом (1936 кг/м³, 1,48×10 23 кг) и Каллисто (1834 кг/м³, 1,08×10 23 кг).
Титан - двадцать второй спутник Сатурна. Его орбита расположена дальше чем Диона, Тефия и Энцелад , однако почти в три раза ближе чем орбита Япета. Титан находится вне колец Сатурна на расстоянии 1 221 900 км от центра планеты и не ближе чем 1 161 600 км от внешних слоев атмосферы Сатурна. Полный оборот спутник совершает почти за 16 земных суток, а точнее за 15 дней 22 часа и 41 минуту со средней скоростью 5,57 км/с. Это в 5,5 раз быстрее вращения Луны вокруг Земли . Как Луна и многие другие спутники планет в Солнечной системе, Титан имеет синхронное вращение относительно планеты, ставшее результатом действия приливных сил. Это означает, что периоды вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Сатурна совпадают, и спутник повёрнут к планете всегда одной и той же стороной. На Титане, как и на Земле, присутствует смена времен года, поскольку ось вращения Сатурна наклонена относительно его экватора на 26,73°. Тем не менее планета настолько отдалена от Солнца (1,43 млрд км), что такие климатические сезоны длятся по 7,5 лет каждый. Т.е Зима, Весна, Лето и Осень на Сатурне и его спутниках, в том числе и Титане, чередуются каждые 30 лет - именно столько времени необходимо Сатурианской системе чтобы полностью обернуться вокруг Солнца.

Титан, как и все остальные крупные спутники Солнечной системы , был открыт еще в эпоху Средневековья. Хотя оптика и телескопы того времени сильно уступали современным, все же 25 марта 1655 года астроному Христиану Гюйгенсу удалось заметить рядом с Сатурном яркое тело, которое, как он установил, каждые 16 дней появляется в одной и том же месте диска Сатурна и следовательно оборачивается вокруг планеты. После четырёх таких оборотов, в июне 1655 года, когда кольца Сатурна имели низкий наклон относительно Земли и не мешали наблюдению, Гюйгенс окончательно удостоверился, что обнаружил спутник Сатурна. С момента изобретения телескопа это был второй случай открытия спутника, через 45 лет после обнаружения Галилеем четырёх крупнейших лун Юпитера . Почти два века спутник не имел конкретного названия. Настоящее имя Титану было предложено Джоном Гершелем - английским астрономом и физиком в 1847 году, в честь родного брата Кроноса - Титана.

Размер Титана (слева внизу) в сравнении с Луной (слева вверху) и Землей (справа).

Титан в 15 раз меньше Земли и в 3,3 раз больше Луны

Атмосфера и климат

Титан - единственный спутник Солнечной системы имеющий довольно плотную и толстую атмосферу. Она заканчивается на высоте около 400 км от поверхности спутника, что в 4,7 раз выше чем атмосфера Земли (за условную границу между воздушной оболочкой Земли и космосом принимают Линию Кармана на высоте 85 км от Земной поверхности). Атмосфера Титана имеет среднюю массу 4,8×10 20 кг, что почти в 100 раз тяжелее Земного воздуха (5,2×10 18 кг). Тем не менее из-за слабой гравитации, ускорение свободного падения на спутнике составляет всего 1,35 м/с² - 7,3 раза слабее чем Земное притяжение, и поэтому, по мере, спуска давления у поверхности Титана поднимается лишь до 146,7 кПа (всего в 1,5 раза больше земной атмосферы). Атмосфера Титана во многом схожа с Земной. Ее нижние слои также подразделяется на тропосферу и стратосферу . В тропосфере температура с высотой падает, с —179 °C на поверхности и до —203 °C на высоте 35 км (на Земле тропосфера заканчивается на высоте 10-12 км). До высоты 50 км простирается обширная тропопауза, где температура остается практически постоянной. А затем температура начинает расти минуя стратосферу и мезосферу – примерно 150 км от поверхности. В ионосфере на высоте 400-500 км температура поднимается до максимальной отметки - примерно —120-130 °C.

Воздушна оболочка Титана состоит почти целиком на 98,4 % из азота, остальные 1,6 % - это метан и аргон, которые преобладают в основном в верхних слоя атмосферы. В этом тоже спутник похож на нашу планету , поскольку Титан и Земля - единственные тела Солнечной системы , атмосферы которых в большинстве состоят из азота (на поверхности Земли концентрация азота составляет 78,1 %). Титан не обладает существенным магнитным полем, поэтому верхние слои воздушной оболочки сильно подвержены солнечному ветру и космическому излучению. В верхних слоях атмосферы , под воздействием ультрафиолетового солнечного излучения метан и азот образуют сложные углеводородные соединения. Некоторые из них содержат не менее 7 атомов углерода. Если спустится к поверхности Титана и посмотреть вверх, то небо будет оранжевого цвета, поскольку плотные слои атмосферы довольно неохотно выпускают из себя солнечные лучи. Так же такую окраска воздуха могут образовывать органические соединения, включающие в себя атомы азота в верхних слоя атмосферы.

Сравнение Земной атмосферы и атмосферы Титана. Воздух обоих тел в основном

состоит из азота: Титан - 94,8 %, Земля - 78,1 %. Кроме того в средних слоях

тропосферы Титана, на высоте 8-10 км содержится около 40 % метана, который

под давлением конденсируется в метановые облака. Затем на поверхность

выпадают дожди из жидкого метана, как на Земле - вода

Снимок Титана с борта космического аппарата "Кассини". Атмосфера спутника настолько

плотная и непрозрачная, что увидеть поверхность из космоса невозможно

Интересной темой для обсуждения Титана является несомненно климат спутника . Температура у поверхности Титана составляет в среднем −180 °С. Из-за плотной и непрозрачной атмосферы разница температуры между полюсами и экватором составляет всего 3 градуса. Такие низкие температуры и высокое давление противодействуют таянию водяного льда, вследствие чего в атмосфере практически не содержится воды. У поверхности воздух почти полностью состоит из азота, а при подъеме концентрация азота уменьшается, а увеличивается содержания этана C 2 H 6 и метана CH 4 . На высоте 8-16 км относительная влажность газов повышается до 100 % и конденсируется в разряженные метановые и этановые облака . Давление на Титане достаточное для поддержания этих двух элементов не в газообразном, как на Земле, состоянии, а в жидком. Время от времени, когда облака накапливают достаточную влагу, на поверхность Титана, подобно Земным осадком, падают этано-метановые дожди и образовывают целые реки, моря, а то и океаны из жидкого "газа". В марте 2007 года, во время близкого сближения со спутником, аппарат "Кассини" обнаружил в районе северного полюса несколько гигантских озёр, крупнейшее из которых достигает в длину 1000 км и по площади сравнимы с Каспийским морем . Согласно исследованиям зонда и компьютерным расчетам такие озера состоят из углеродо-водородных элементов, таких как этан C 2 H 6 -79%, метан CH 4 -10%, пропан C 3 H 8 -7-8%, а также небольшое содержание цианида водорода 2-3 % и около 1% бутилена. Такие озера и моря, при земном атмосферном давлении (100 кПа или 1 атм), за считанные секунды рассеялись и превратились бы в газовые облака. Некоторые газы, такие как пропан и этан остались бы внизу, потому что они тяжелее воздуха, а метан сразу поднялся бы вверх и рассеялся в атмосфере. На Титане же совсем по другому. Низкие температуры и давление в 1,5 раза выше Земного, поддерживают эти вещества в достаточной плотности для жидкого состояния. Учеными не исключается тот факт, что на спутнике Сатурна в таких морях и озерах вполне может существовать жизнь. На Земле жизнь образовалась за счет взаимодействия и активности жидкой воды, на Титане же вместо воды вполне может служить этан и метан. Понятно речь идет не о крупных и даже мелких животных, а об микроскопических, простейших организмах. Например бактерий, которые поглощают молекулярный водород и питаются ацетиленом и выделяют при этом метан. Как Земные животные вдыхают кислород и выдыхают углекислый газ.
Ветер на поверхности спутника очень слабый его скорость не более 0,5 м/c, однако при подъеме он усиливается. Уже на высоте 10-30 км ветра дуют со скоростью 30 м/с и их направление совпадает с направлением вращения спутника. На высоте 120 км от поверхности ветер переходит в мощнейшие вихревые бури и ураганы скорость которых поднимается до 80-100 метров в секунду.

Обзор панорамы Титана в представлении художника. Озеро из метана, окруженное скалистыми

горными структурами имеет темно-желтый или светло-коричневый цвет и красиво гармонирует

с небом оранжевого оттенка, как синее море - с голубой атмосферой Земли

Главными элементами в обороте и взаимодействия атмосферы служит метан и этан,
которые могут образовываться в недрах Титана и выбрасываться в воздух при
извержении вулканов. В нижних слоях атмосферы они конденсируется в жидкость
и образует облака, а затем выпадает на поверхность в качестве метановых и этановых дождей

Поверхность и строение

Поверхность Титана, как и большинство спутников Сатурна делится на темные и светлые области, которые отделяются друг от друга четкими границами. Подобно Земле, поверхность спутника делят на участки суши - материки и жидкую часть - океаны и моря из жидких "газов" метана и этана. В около экваториальном районе в светлой области расположен крупнейший континент Титана - Ксанаду . Это огромный материк, размером с Австралию, представляет из себя возвышенность, состоящую из горных массивов. Горные хребты материка возвышаются в высоту более 1 км. По ихнем склонам, подобно Земным ручьям, стекают жидкие реки, образовывая на ровных поверхностях метановые озера . Часть, более хрупких горных пород, подвержена эрозии, а от метановых дождей и стекающихся вниз по склонам ручьев из жидкого метана, в горах постепенно образуются пещеры. Темная область Титана образовывается за счет скопления частиц углеводородной пыли, выпадающей из верхних слоёв атмосферы, смываемой метановыми дождями с возвышенностей и приносимой в экваториальные районы ветрами.

Точно сказать какое внутреннее строение Титана очень трудно. Предположительно в центре расположено твердое ядро из каменных пород, размером 2/3 радиуса Титана (около 1700 км). Выше ядра находится мантия состоящая и плотного водяного льда и гидрата метана. За счет приливных сил Сатурна и близ лежащих спутников, ядро спутника нагревается, а образующаяся внутри энергия, выталкивает горячие горные породы на поверхность. Кроме того, как и на Земле , в недрах Титана происходят радиоактивные распады химических элементов, что служит дополнительной энергией для извержения вулканов.

В апреле 1973 года в сторону планет-Гигантов был запущен космический аппарат НАСА "Пионер-11" . Уже через полгода он совершил гравитационный маневр вокруг Юпитера и направился дальше в сторону Сатурна . А в сентябре 1979 года зонд прошел в 354 000 км от внешней атмосферы Титана. Такое сближение помогло ученым установить, что температура на поверхности слишком низкая для поддержания жизни. Через года "Вояджер-1" приблизился к спутнику на 5600 км, сделал множество довольно качественных снимков атмосферы, определил массу и размеры спутника, а также некоторые орбитальные характеристики. В 90-хх годах, с помощью мощной оптики телескопа "Хаббл" была более детально изучены атмосфера Титана - в частности метановые облака . Ученые выяснили, что газообразный метан, подобно водяному пару, в верхних слоях увлажняется и переходит в жидкое состояние. Затем, в таком виде, выпадает на поверхность в качестве осадков.

Последним и более значимым этапом в исследовании Титана, считается миссия межпланетной космической станции "Кассини-Гюйгенс" . Первый пролет мимо Титана он совершил 26 октября 2004 года на расстоянии всего 1200 км от поверхности. С такого близкого расстояния зонд подтвердил наличие метановых рек и озер . Спустя 2 месяца 25 декабря "Гюйгенс" отделился от внешнего зонда и начал четырехсот километровое погружение сквозь непрозрачные слои атмосферы Титана. Спуск продолжался 2 часа и 28 минут. За это время бортовые приборы обнаружили плотную метановую дымку (ярусы облаков) на высоте 18—19 км, где атмосферное давление составляло приблизительно 50 кПа (0,5 атм). Внешняя температура в начале спуска составляла −202 °C, в то время как на поверхности Титана оказалась примерно −180°C. Чтобы исключить ударное столкновение о поверхность спутника, аппарат спускался на специальном парашюте. В управлении космических полетов, наблюдавшие за погружением Гюйгенса, очень надеялись увидеть на поверхности жидкий метан. Но аппарат, вопреки желаниям, погрузился на твердую почву.

Проект будущего под названием " Titan Saturn System Mission". Это будет первое в истории мореплавание

за пределами Земли. Аппарат будет в течении 3-х месяцев бороздить океанские просторы из жидкого

метана и любоваться закатом гигантского Сатурна с его кольцами

Для той категории ученых-энтузиастов, которым интересно существование пригодных для освоения внеземных миров, известная фраза: «Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе», перестала сегодня быть актуальной. Оказалось, что в пределах Солнечной системы существуют миры, которые в этом аспекте куда более интересны, чем Красная Планета. Яркий тому пример – самый крупный спутник Сатурна Титан. Выяснилось, что это небесное тело очень похоже на нашу планету. Информация, которой сегодня располагают ученые, допускает существование научной версии, что жизнь на Титане спутнике Сатурна — вполне реальный факт.

Чем же для землян так интересен Титан?

После того, как человек десятки лет безуспешно пытался найти в пределах нашей Солнечной системы мир, который хотя бы издали напоминал нашу Землю, информация о Титане вселила в научное сообщество надежду. Вплотную данным небесным телом ученые стали интересоваться, начиная с 2005 года, когда на поверхность одного из крупнейших спутников Солнечной системы совершил посадку автоматический зонд «Гюйгенс». В течение последующих 72 минут бортовая фото и видеокамера космического аппарата передавала на Землю фото поверхности этого объекта и другие видеоматериалы об этом далеком мире. Даже за столь ограниченное время, отведенное для инструментальных исследований далекого спутника, ученые сумели получить исчерпывающий объем информации.

Посадка на поверхность Титана осуществлялась в рамках международной программы «Кассини-Гюйгенс», направленной на изучение Сатурна и его спутников. Запущенная в далеком 1997 году, автоматическая межпланетная станция «Кассини» выступает общей разработкой ЕКА и НАСА для детального изучение Сатурна и окружающей области этой планеты. Через 7 лет полета по просторам Солнечной системы станция доставила на Титан космический зонд «Гюйгенс». Этот уникальный аппарат является плодом совместной работы специалистов НАСА и итальянского космического агентства, команда которого возлагала на этот полет большие надежды.

Результаты, которые ученые получили с работающей станции «Кассини» и с борта зонда «Гюйгенс», оказались бесценными. Несмотря на то, что далекий спутник предстал перед взором землян огромным безмолвным царством льда, последующее детальное изучение поверхности объекта изменило представление о Титане. На снимках, полученных с помощью зонда «Гюйгенс», удалось разобрать в мельчайших деталях поверхность спутника Сатурна, которая в основном состояла из твердого водяного льда и осадочных наслоений органической природы. Оказалось, что плотная и непроницаемая атмосфера далекого спутника обладает практически таким же составом, как и земная воздушно-газовая оболочка.

В дальнейшем Титан подкинул ученым еще один серьезный бонус. Впервые в истории освоения и изучения внеземного пространства за пределами Земли была найдена жидкая материя одной и той же природы, что была на планете Земля в ранние годы ее существования. Рельеф небесного тела дополняют огромный океан, многочисленные озера и моря. Все это дает повод считать, что мы имеем дело с небесным телом, которое могло бы быть еще одним оазисом жизни в нашей Солнечной системе. Исследования состава атмосферы и жидкой среды спутника Сатурна выявили присутствие необходимых для жизни организмов полезных веществ. Допускается, что при соблюдении определенных условий в процессе изучения этого небесного тела, могут быть обнаружены живые организмы на Титане.

В связи с этим, становится актуальным последующее изучение крупнейшего спутника Сатурна. Высока вероятность того, что наряду с Марсом именно Титан может стать вторым космическим домом для человеческой цивилизации.

Академическое представление о Титане

Размеры Титана позволяют ему тягаться с планетами Солнечной системы. Это небесное тело имеет диаметр 5152 км, что больше диаметра Меркурия (4879 км) и немногим меньше Марса (6779 км). Масса Титана составляет 1,3452·1023 кг, что в 45 раз меньше массы нашей планеты. По своей массе спутник Сатурна является вторым в Солнечной системе, уступая спутнику Юпитера — Ганимеду.

Несмотря на свои впечатляющие размеры и массу, Титан имеет невысокую плотность, всего 1,8798 г/см³. Для сравнения, плотность материнской планеты Сатурн составляет всего 687 к/м3. Ученые выявили у спутника слабое гравитационное поле. Сила притяжения на поверхности Титана слабее земных параметров в 7 раз, а ускорение свободного падения такое же, как и на Луне — 1,88 м/с2 против 1,62 м/с2.

Характерной особенностью является положение Титана в космосе. Крупнейший спутник Сатурна вращается вокруг своей материнской планеты по эллиптической орбите со скоростью 5,5 км/с, находясь вне области колец Сатурна. Среднее расстояние от Титана до поверхности Сатурна составляет 1, 222 млн. км. Вся эта система находится от Солнца на удалении 1 млрд. 427 млн. км, что в 9,5 раз больше расстояния между нашим центральным светилом и Землей.

Как и наш спутник, «Луна Сатурна» повернута к нему всегда одной стороной. Это вызвано синхронностью вращения спутника вокруг собственной оси с периодом обращения Титана вокруг материнской планеты. Полный оборот вокруг Сатурна его крупнейший спутник совершает за 15 земных суток. Ввиду того, что Сатурн и его спутники имеют достаточно высокий угол наклона оси вращения к оси эклиптики, на поверхности Титана присутствуют времена года. Каждые 7,5 земных лет на спутнике Сатурна лето сменяется холодным зимним периодом. По астрономическим наблюдениям сегодня на стороне Титана, которая обращена к Сатурну, стоит осень. В скором времени спутник скроется от солнечных лучей за матерью-планетой и титановскую осень сменит долгая и лютая зима.

Температуры на поверхности спутника варьируются в пределах минус 140-180 градусов по Цельсию. Данные, полученные с борта космического зонда «Гюйгенс» выявили любопытный факт. Разница между значениями полярных и экваториальных температур составляет всего 3 градуса. Объясняется это наличием плотной атмосферы, которая препятствует воздействию солнечных лучей на поверхность Титана. Несмотря на высокую плотность атмосферы, из-за низких температур на Титане отсутствуют жидкие осадки. В зимний период поверхность спутника покрывает снег из этана, частиц водяного пара и аммиака. Это только малая толика того, что мы знаем о Титане. Интересные факты о крупнейшем спутнике Сатурна касаются буквально любой области, начиная с астрономии, климатологии и гляциологии, заканчивая микробиологией.

Титан во всей своей красе

Основная часть сведений о спутнике Сатурна до недавнего времени опиралась на визуальные наблюдения, полученные с борта космического зонда «Вояджер», промчавшегося в 1980 году мимо него на расстоянии 7000 км. Немного приоткрыл завесу тайны об этом космическом объекте телескоп «Хаббл». Получить представление о поверхности спутника не позволяла его плотная атмосфера, которая по плотности и толщине уступает только венерианской и земной воздушно-газовой оболочке.

Снять пелену тумана, царившего над этим небесным телом, помогла миссия автоматической станции «Кассини» в 2004 году. В течение четырех лет аппарат находился на орбите Сатурна, осуществляя последовательную фотосъемку его спутников и Титана в том числе. Исследования с зонда «Кассини» велись с помощью фотокамеры с инфракрасным фильтром и специального радара. Фотографии были сделаны с разных ракурсов на удалении 900-2000 км от поверхности спутника.

Кульминацией в изучении Титана стала посадка на его поверхность зонда «Гюйгенса», названного в честь открывателя спутника Сатурна. Аппарат, войдя в плотные слои атмосферы Титана, в течение 2,5 часов спускался на парашюте. За это время аппаратура зонда осуществляла изучение состав атмосферы спутника, фотографировала его поверхность с высоты 150, 70, 30, 15 и 10 километров. После длительного спуска космический зонд совершил посадку на поверхности Титана, зарывшись на 0,2-0,5 метра в грязный лед. После прилунения «Гюйгенс» работал еще чуть более часа, передавая на Землю через АМС «Кассини» массу полезной информации непосредственно с поверхности спутника. Благодаря снимкам, сделанным с борта АМС «Кассини» и зонда «Гюйгенс», командой исследователей была составлена карта Титана. Помимо этого, ученые теперь владели подробной информацией о его атмосфере, данными о климате на поверхности и особенностях рельефа.

Атмосфера спутника

В ситуации с Титаном ученым впервые в процессе изучения и исследования небесных тел Солнечной системы представилась возможность изучить атмосферу детально. Как и предполагалось, спутник Сатурна имеет плотную и хорошо развитую атмосферу, которая не только по многим параметрам напоминает газовую оболочку Земли, но и превосходит ее по массе.

Толщина атмосферного слоя Титана составила 400 км. Каждый слой атмосферы имеет свой состав и концентрацию. Газовый состав является следующим:

• 98,6% оставляет азот N;
• 1,6% в атмосфере приходится на метан;
• незначительное количество этана, соединений ацетилена, пропана, углекислый и угарный газ, гелий и циан.

Концентрация метана в атмосфере спутника, начиная с высоты 30 км, меняется в сторону уменьшения. По мере приближения к поверхности спутника количество метана снижается до 95%, а вот концентрация этана увеличивается до 4-4,5%.

Характерной особенностью воздушно-газовой прослойки спутника Титана является ее антипарниковый эффект. Наличие в нижних слоях атмосферы углеводородных органических молекул нейтрализует парниковый эффект, создаваемый огромной концентрацией метана. В результате поверхность небесного тела из-за присутствия углеводородов равномерно охлаждается. Эти же процессы и гравитационное поле Сатурна, обуславливают циркуляцию атмосферы Титана. Подобная картина способствует образованию в атмосфере спутника Сатурна активных климатических процессов.

Следует отметить, что атмосфера спутника постоянно теряет в весе. Это связано с отсутствием у небесного тела мощного магнитного поля, которое не в состоянии удерживать воздушно-газовую оболочку, оказавшуюся под постоянным воздействием солнечного ветра и гравитационных сил Сатурна. На сегодняшний день атмосферное давление на спутнике окольцованного гиганта составляет 1,5 атм. Это неизменно отражается на погодных условиях, которые меняются в зависимости от концентрации газов в атмосфере Титана.

Основную работу по созданию погоды на Титане выполняют плотные облака, которые в отличие от земных воздушных масс, состоят из органических соединений. Именно эти атмосферные образования являются источником осадков на крупнейшем спутнике Сатурна. Из-за низких температур атмосфера у небесного тела сухая. Наибольшая концентрация облачности выявлена в полярных областях. Из-за низких температур влажность в атмосфере крайне низкая, поэтому осадки на Титане — это кристаллы метанового льда и изморозь, состоящая из соединений азота, этана и аммиака.

Поверхность Титана и его строение

Спутник Сатурна располагает не только интересной атмосферой. Его поверхность крайне любопытный с точки зрения геологии объект. Под толстым одеялом метана фотообъективы и камеры космического зонда «Гюйгенс» обнаружили целые материки, разделенные многочисленными озерами и морями. Как и на Земле, на материках предостаточно скалистых и горных образований, присутствуют глубокие расщелины и впадины. Их сменяют обширные равнины и долины. В экваториальной части небесного тела частицами гидрокарбонатного и водяного льда сформирована обширная область дюн. Предполагается, что в одну из таких дюн и совершил прилунение космический зонд «Гюйгенс».

Полное сходство с живой планетой добавляет присутствие жидкой структуры. На Титане обнаружены реки, которые имеют истоки, извилистые русла и дельты – места впадения потоков в морские бассейны. По данным, взятым со снимков, некоторые реки Титана имеют длину русла более 1000 км. Практически вся жидкая масса Титана сосредоточена в морских бассейнах и озерах, которые занимают внушительную площадь — до 30-40% все площади поверхности этого небесного тела.

Доказательством присутствия на поверхности спутника больших скоплений жидкой среды стало огромное светлое пятно, которое долго время сбивало с толку астрономов. Впоследствии было доказано, что яркая область на Титане — это огромный бассейн жидких углеводородов, получивший название море Кракена. По площади этот мнимый водоем больше чем крупнейшее озеро Земли – Каспийское море. Другим не менее интересным объектом является море Лигеи — крупнейший естественный резервуар для жидкого метана и этана.

Точная информация о составе жидкой среды морей и озер Титана была добыта благодаря работе АМС «Касссини». Используя данные фотоснимков и компьютерного моделирования, в земных условиях был определен состав жидкости на Титане:

• этан составляет 76-80%;
• пропана в морях и озерах Титана 6-7%;
• на метан приходится 5-10%.

Помимо основных элементов, представленных в виде замороженных газов, в жидкости присутствует цианид водорода, бутан, бутен и ацетилен. Основное скопление воды на Титане имеет несколько отличную от земной формы природу. На поверхности спутника обнаружены огромные по объему отложения перегретого льда, состоящего из воды и аммиака. Допускается, что под поверхностью могут находиться обширные естественные резервуары, наполненные жидкой водой с растворенным в ней аммиаком. В этом аспекте интересно и внутренне строение спутника.

Сегодня выдвигаются различные версии о внутреннем строении Титана. Как и в случае со всеми планетами земной группы, он имеет твердое ядро, не железно-никелевое, как на четырех первых планетах Солнечной системы, а каменное. Его диаметр примерно составляет 3400-3500 км. Далее начинается самое интересное. В отличие от Земли, где вслед за ядром начинается мантия, на Титане это пространство заполнено плотными спрессованными слоями водяного льда и гидрата метана. Вероятно, между отдельными слоями имеется жидкая прослойка. Однако, несмотря на свою холодность и каменную природу, спутник находится в активной фазе и на нем наблюдаются тектонические процессы. Этому способствует приливные силы, которые вызваны гигантской гравитацией Сатурна.

Возможное будущее Титана

Судя по данным исследований, проведенных в последнее десятилетие, человечество имеет дело с уникальным объектом Солнечной системы. Оказалось, что Титан является единственным небесным телом, помимо Земли, которому характерны все три типа активности. На спутнике Сатурна наблюдаются следы постоянной геологической активности, являющиеся подтверждением его живой тектонической деятельности.

В немалой степени интересна и природа поверхности Титана. Ее структура, состав и рельеф говорят в пользу того, что поверхность спутника Сатурна находится в постоянном движении. Здесь, как и на Земле, под воздействием ветров и осадков наблюдается эрозия почвы, происходит выветривание горных пород и отложение осадков.

Состав атмосферы спутника и циркуляционные процессы, происходящие в ней, сформовали климат на Титане. Все перечисленные признаки говорят в пользу того, что на Титане в определенных условиях может существовать жизнь. Естественно, это будет отличная от земных организмов форма жизни, однако само ее существование станет колоссальным открытием для человечества.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них