Home Technik Cassini enthüllt Überraschungen mit Titans Seen - Erforschung des Sonnensystems: NASA Science

Cassini enthüllt Überraschungen mit Titans Seen – Erforschung des Sonnensystems: NASA Science

Bei seinem letzten Vorbeiflug von Saturns größtem Mond im Jahr 2017 sammelte die NASA-Sonde Cassini Radardaten, aus denen hervorgeht, dass die kleinen flüssigen Seen in der nördlichen Hemisphäre von Titan überraschend tief sind, auf Hügeln thronen und mit Methan gefüllt sind.

Die neuen Ergebnisse, die am 15. April in Nature Astronomy veröffentlicht wurden, sind die erste Bestätigung dafür, wie tief einige der Seen von Titan (mehr als 100 Meter) sind, und ihre Zusammensetzung. Sie liefern neue Informationen darüber, wie flüssiges Methan auf Titan regnet, verdunstet und in diesen eindringt – der einzige Planetenkörper in unserem Sonnensystem außer der Erde, von dem bekannt ist, dass er stabile Flüssigkeit auf seiner Oberfläche hat.

Wissenschaftler haben gewusst, dass der hydrologische Zyklus von Titan ähnlich wie der der Erde funktioniert – mit einem Unterschied. Anstatt Wasser aus den Meeren zu verdunsten, Wolken und Regen zu bilden, macht Titan alles mit Methan und Ethan. Wir neigen dazu, diese Kohlenwasserstoffe als Gas auf der Erde zu betrachten, sofern sie nicht in einem Tank unter Druck gesetzt werden. Aber Titan ist so kalt, dass sie sich wie Flüssigkeiten bei Raumtemperatur auf unserem Planeten verhalten.

Wissenschaftler haben gewusst, dass die viel größeren nördlichen Meere mit Methan gefüllt sind, aber die kleineren nördlichen Seen meist mit Methan gefüllt zu finden, war eine Überraschung. Zuvor haben Cassini-Daten den Ontario Lacus gemessen, den einzigen großen See in der südlichen Hemisphäre von Titan. Dort fanden sie eine ungefähr gleiche Mischung aus Methan und Ethan. Ethan ist etwas schwerer als Methan und enthält mehr Kohlenstoff- und Wasserstoffatome.

Dies war Cassinis letzter Hurray bei Titan, und es war wirklich ein Kunststück.

– Jonathan Lunine, Cassini-Wissenschaftler

"Jedes Mal, wenn wir auf Titan Entdeckungen machen, wird Titan immer geheimnisvoller", sagte der Hauptautor Marco Mastrogiuseppe, Cassini-Radarwissenschaftler bei Caltech im kalifornischen Pasadena. "Diese neuen Messungen helfen jedoch, einige wichtige Fragen zu beantworten. Wir können die Hydrologie von Titan jetzt besser verstehen."

Zu den Kuriositäten von Titan mit erdähnlichen Merkmalen, die aus exotischen Materialien geschnitzt wurden, kommt hinzu, dass die Hydrologie auf einer Seite der nördlichen Hemisphäre völlig anders ist als die der anderen Seite, sagte der Wissenschaftler und Mitautor von Jonathan Lunine der Cornell University in Ithaca, New York.

"Es ist, als würden Sie auf den Nordpol der Erde blicken und sehen, dass Nordamerika eine völlig andere geologische Umgebung für Flüssigkeitskörper hatte als Asien", sagte Lunine.

Auf der östlichen Seite des Titan gibt es große Meere mit geringen Höhen, Schluchten und Inseln. Auf der Westseite: kleine Seen. Und die neuen Messungen zeigen die Seen auf großen Hügeln und Plateaus. Die neuen Radarmessungen bestätigen frühere Erkenntnisse, dass sich die Seen weit über dem Meeresspiegel befinden, aber sie vermitteln ein neues Bild von Landformen – wie Mesas oder Buttes -, die Hunderte von Füßen über die umgebende Landschaft ragen und auf deren Spitze tiefe, flüssige Seen liegen.

Die Tatsache, dass diese westlichen Seen klein sind – nur wenige Kilometer entfernt -, aber sehr tief, sagt den Wissenschaftlern auch etwas Neues über ihre Geologie aus: Es ist der beste Beweis, dass sie sich wahrscheinlich gebildet haben, wenn der umgebende Eisgrund und feste organische Stoffe sich chemisch aufgelöst haben und zusammenbrechen. Auf der Erde sind ähnliche Wasserseen als Karstseen bekannt. Sie kommen in Gebieten wie Deutschland, Kroatien und den Vereinigten Staaten vor und bilden sich, wenn Wasser Kalkstein auflöst.

Neben der Erforschung tiefer Seen hilft ein zweiter Artikel in Nature Astronomy, mehr über das Rätsel des hydrologischen Zyklus von Titan zu erfahren. Die Forscher nutzten Cassini-Daten, um die so genannten transienten Seen zu enthüllen. Unterschiedliche Beobachtungen – von Radar- und Infrarotdaten – scheinen Flüssigkeitsstände deutlich verändert zu haben.

Die beste Erklärung ist, dass sich die Oberflächenflüssigkeiten saisonal bedingt verändert haben, sagte der Hauptautor Shannon MacKenzie, Planetenwissenschaftler am Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland. "Eine Möglichkeit ist, dass diese vorübergehenden Eigenschaften flachere Flüssigkeitskörper gewesen sein könnten, die im Laufe der Saison verdampft wurden und in den Untergrund eindrangen", sagte sie.

Diese Ergebnisse und die Ergebnisse aus dem Nature Astronomy Paper über die tiefen Seen von Titan stützen die Idee, dass Kohlenwasserstoffregen die Seen speist, die dann wieder in die Atmosphäre verdunsten oder in den Untergrund abfließen können, wodurch untergeordnete Flüssigkeitsbehälter zurückgelassen werden

Cassini, der 2004 im Saturn-System ankam und seine Mission im Jahr 2017 durch ein absichtliches Eintauchen in die Atmosphäre von Saturn beendete, kartierte mehr als 1,6 Millionen Quadratkilometer flüssiger Seen und Meere auf der Oberfläche von Titan. Er arbeitete mit dem Radarinstrument, das Radiowellen aussendete und ein Rücksignal (oder Echo) sammelte, das Informationen über das Gelände und die Tiefe und Zusammensetzung der flüssigen Körper sowie zwei Abbildungssysteme lieferte, die die dicke Atmosphäre des Mondes durchdringen könnten Dunst.

Die entscheidenden Daten für die neue Forschung wurden am 22. April 2017 in Cassinis letztem Vorbeiflug von Titan gesammelt. Es war der letzte Blick der Mission auf die kleineren Seen des Mondes, und das Team hat das Beste daraus gemacht. Echos von den Oberflächen kleiner Seen zu sammeln, während Cassini von Titan mitgenommen wurde, war eine einzigartige Herausforderung.

"Dies war Cassinis letzter Hurray bei Titan, und es war wirklich eine Leistung", sagte Lunine

Die Cassini-Huygens-Mission ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der ESA (Europäische Weltraumorganisation) und der italienischen Weltraumorganisation. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA, ein Geschäftsbereich von Caltech im kalifornischen Pasadena, leitet die Mission der NASA-Direktion für Wissenschaftsmission in Washington. JPL entwarf, entwickelte und montierte den Cassini-Orbiter. Das Radarinstrument wurde von JPL und der italienischen Weltraumorganisation in Zusammenarbeit mit Teammitgliedern aus den USA und mehreren europäischen Ländern gebaut.

Weitere Informationen zu Cassini finden Sie hier: https://solarsystem.nasa.gov/cassini


News Medienkontakt

Gretchen McCartney
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornien
818-393-6215
gretchen.p.mccartney@jpl.nasa.gov

JoAnna Wendel
NASA-Hauptquartier, Washington
202-358-1003
joanna.r.wendel@nasa.gov

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