Cassini-Huygens lieferte neue Beweise dafür, warum Titan eine Atmosphäre hat, die es unter allen Monden des Sonnensystems einzigartig macht, sagt ein Planetenforscher der Universität von Arizona.
Wissenschaftler können aus den Ergebnissen von Cassini-Huygens schließen, dass Titan Ammoniak enthält, sagte Jonathan I. Lunine, ein interdisziplinärer Wissenschaftler der Huygens-Sonde der Europäischen Weltraumorganisation, die letzten Monat auf Titan gelandet ist.
"Ich denke, aus den Daten geht hervor, dass Titan erhebliche Mengen Ammoniak und Wasser angesammelt oder erworben hat", sagte Lunine. "Wenn Ammoniak vorhanden ist, kann es für die Erneuerung wesentlicher Teile von Titan verantwortlich sein."
Er sagt voraus, dass Cassini-Instrumente feststellen werden, dass Titan eine flüssige Ammoniak-Wasser-Schicht unter seiner harten Wassereisoberfläche hat. Cassini wird - Cassini-Radar hat es wahrscheinlich schon gesehen - Orte sehen, an denen flüssige Ammoniak-Wasser-Gülle aus extrem kalten Vulkanen ausbrach und durch die Landschaft des Titanen floss. Ammoniak in der auf diese Weise freigesetzten dicken Mischung, genannt "Kryovulkanismus", könnte die Quelle für molekularen Stickstoff sein, das Hauptgas in der Titanatmosphäre.
Lunine und fünf andere Cassini-Wissenschaftler berichteten heute (19. Februar) über die neuesten Ergebnisse der Cassini-Huygens-Mission beim Treffen der American Association for the Advancement of Science in Washington, DC.
Das Cassini-Radar bildete ein Merkmal ab, das einer Basaltströmung auf der Erde ähnelt, als es im Oktober 2004 seinen ersten engen Pass durch Titan machte. Wissenschaftler glauben, dass Titan einen Felskern hat, der von einer darüber liegenden Schicht aus steinhartem Wassereis umgeben ist. Ammoniak in Titans vulkanischer Flüssigkeit würde den Gefrierpunkt von Wasser senken, die Dichte der Flüssigkeit senken, so dass sie ungefähr so schwimmfähig ist wie Wassereis, und die Viskosität auf etwa die von Basalt erhöhen, sagte Lunine. "Das in den Radardaten gezeigte Merkmal deutet darauf hin, dass Ammoniak auf Titan im Kryovulkanismus wirkt."
Sowohl das ionenneutrale Massenspektrometer von Cassini als auch das Gaschromatograph-Massenspektrometer (GCMS) von Huygen untersuchten die Titanatmosphäre und bedeckten die oberste Atmosphäre bis zur Oberfläche.
Aber keiner von beiden hat die nicht radiogene Form von Argon entdeckt, sagte Tobias Owen von der Universität von Hawaii, ein interdisziplinärer Wissenschaftler von Cassini und Mitglied des GCMS-Wissenschaftsteams. Dies deutet darauf hin, dass die Bausteine oder „Planetesimalen“, die Titan bildeten, Stickstoff hauptsächlich in Form von Ammoniak enthielten.
Die exzentrische und nicht kreisförmige Umlaufbahn des Titanen kann durch die unterirdische Flüssigkeitsschicht des Mondes erklärt werden, sagte Lunine. Gabriel Tobie von der Universität Nantes (Frankreich), Lunine und andere werden in einer kommenden Ausgabe von Icarus einen Artikel darüber veröffentlichen.
"Eine Sache, die Titan in seiner Geschichte nicht hätte tun können, ist eine flüssige Schicht, die dann gefroren ist, weil während des Gefrierprozesses die Rotationsrate von Titan weit nach oben gegangen wäre", sagte Lunine. „Entweder hatte Titan noch nie eine Flüssigkeitsschicht in seinem Inneren - was selbst für ein reines Wassereisobjekt sehr schwer zu erkennen ist, weil die Energie der Akkretion Wasser geschmolzen hätte - oder diese Flüssigkeitsschicht wurde bis heute beibehalten . Und die einzige Möglichkeit, diese flüssige Schicht bis heute aufrechtzuerhalten, besteht darin, Ammoniak in der Mischung zu haben. “
Cassini Radar entdeckte einen Krater von der Größe von Iowa, als er am Dienstag, dem 15. Februar, innerhalb von 1.577 Kilometern (980 Meilen) von Titan flog. „Es ist aufregend, einen Rest eines Aufprallbeckens zu sehen“, sagte Lunine, der über weitere neue Radarergebnisse sprach dass die NASA heute bei einer AAAS-Pressekonferenz veröffentlicht hat. „Große Einschlagkrater auf der Erde sind schöne Orte, um hydrothermale Systeme zu erhalten. Vielleicht hat Titan eine Art analoges „methanothermisches“ System “, sagte er.
Radarergebnisse, die nur wenige Einschlagkrater zeigen, stimmen mit sehr jungen Oberflächen überein. "Das bedeutet, dass die Krater von Titan entweder durch Auftauchen zerstört oder von organischen Stoffen begraben werden", sagte Lunine. "Wir wissen nicht, um welchen Fall es sich handelt." Forscher glauben, dass Kohlenwasserstoffpartikel, die die trübe Atmosphäre von Titan füllen, vom Himmel fallen und den Boden darunter bedecken. Wenn dies in der gesamten Geschichte von Titan geschehen wäre, hätte Titan "das größte Kohlenwasserstoffreservoir aller Festkörper im Sonnensystem", bemerkte Lunine.
Neben der Frage, warum Titan eine Atmosphäre hat, gibt es zwei weitere großartige Fragen zum riesigen Saturnmond, fügte Lunine hinzu.
Eine zweite Frage ist, wie viel Methan in der Geschichte von Titan zerstört wurde und woher all dieses Methan stammt. Beobachter auf der Erde und im Weltraum wissen seit langem, dass die Titanatmosphäre Methan, Ethan, Acetylen und viele andere Kohlenwasserstoffverbindungen enthält. Sonnenlicht zerstört irreversibel Methan in der oberen Atmosphäre von Titan, da der freigesetzte Wasserstoff der schwachen Schwerkraft von Titan entweicht und Ethan und andere Kohlenwasserstoffe zurückbleibt.
Als die Huygens-Sonde die feuchte Oberfläche des Titans erwärmte, wo sie landete, atmeten ihre Instrumente Methan ein. Dies ist ein solider Beweis dafür, dass Methanregen das komplexe Netzwerk schmaler Entwässerungskanäle bildet, die vom helleren Hochland zu tieferen, flacheren dunklen Bereichen führen. Bilder aus dem UA-geführten Experiment Descent Imager-Spectral Radiometer dokumentieren die Flussmerkmale von Titan.
Die dritte Frage - eine, für deren Beantwortung Cassini nicht wirklich instrumentiert war - nennt Lunine die „astrobiologische“ Frage. Wie weit ist die organische Chemie auf der Oberfläche von Titan fortgeschritten, da flüssiges Methan und seine organischen Produkte aus der Titan-Stratosphäre herabregnen? Die Frage ist, sagte Lunine, "Inwieweit ist eine mögliche fortgeschrittene Chemie an der Titanoberfläche überhaupt relevant für die präbiotische Chemie, die vermutlich vor Beginn des Lebens auf der Erde aufgetreten ist?"
Die Mission Cassini-Huygens ist eine Zusammenarbeit zwischen der NASA, der ESA und der italienischen Weltraumorganisation ASI. Das Jet Propulsion Laboratory (JPL), eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, leitet die Mission für das Science Mission Directorate der NASA in Washington, DC. JPL entwarf, entwickelte und montierte den Cassini-Oribter, während die ESA die Huygens-Sonde betrieb.
Ursprüngliche Quelle: Pressemitteilung der Universität von Arizona
