Dankzij de Cassini missie hebben we een aantal werkelijk verbazingwekkende dingen geleerd over Saturnus en zijn grootste maan, Titan. Dit omvat informatie over de dichte atmosfeer, de geologische kenmerken, de methaanmeren, de methaancyclus en organische chemie. En hoewel Cassini onlangs zijn missie beëindigd door in de atmosfeer van Saturnus te crashen, stromen wetenschappers nog steeds alle gegevens uit die het tijdens zijn 13 jaar in het Saturnus-systeem heeft verkregen.
En nu, met behulp van Cassini-gegevens, hebben twee teams onder leiding van onderzoekers van de Cornell University twee nieuwe onderzoeken gepubliceerd die nog interessantere dingen over Titan onthullen. In één heeft het team een complete topografische kaart van Titan gemaakt met behulp van Cassini's volledige dataset. In de tweede onthulde het team dat de zeeën van Titan een gemeenschappelijke hoogte hebben, net zoals we hier op aarde een "zeeniveau" hebben.
De twee onderzoeken verschenen onlangs in de Geofysische onderzoeksbrieven, getiteld 'Titan's topografie en vorm aan het einde van de Cassini-missie' en 'Topografische beperkingen op de evolutie en connectiviteit van Titan's Lacustrine Basins'. De onderzoeken werden geleid door respectievelijk professor Paul Corlies en universitair docent Alex Hayes van de Cornell University en omvatten leden van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, NASA's Jet Propulsion Laboratory, de US Geological Survey (USGS), Stanford University en de Sapienza Universita di Roma.
In het eerste artikel beschreven de auteurs hoe topografische gegevens uit meerdere bronnen werden gecombineerd om een globale kaart van Titan te creëren. Aangezien slechts ongeveer 9% van Titan werd waargenomen met topografie met hoge resolutie (en 25-30% in lagere resolutie), werd de rest van de maan in kaart gebracht met een interpolatie-algoritme. Gecombineerd met een wereldwijd minimalisatieproces, verminderde dit de fouten die zouden ontstaan door zaken als de locatie van ruimtevaartuigen.
De kaart onthulde nieuwe functies op Titan, evenals een globaal overzicht van de hoogte- en dieptepunten van de topografie van de maan. Zo toonden de kaarten verschillende nieuwe bergen die een maximale hoogte van 700 meter bereikten. Met behulp van de kaart konden wetenschappers ook bevestigen dat twee locaties in de equatoriale regio's depressies zijn die het gevolg kunnen zijn van oude zeeën die sindsdien zijn opgedroogd of cryovolcanische stromen.
De kaart suggereert ook dat Titan mogelijk meer afgeplat is dan eerder werd gedacht, wat zou kunnen betekenen dat de korst in dikte varieert. De dataset is online beschikbaar en de kaart die het team ervan heeft gemaakt, bewijst al zijn waarde voor de wetenschappelijke gemeenschap. Zoals professor Corlies in een persbericht van Cornell uitlegde:
"Het belangrijkste doel van het werk was het maken van een kaart voor gebruik door de wetenschappelijke gemeenschap ... We meten de hoogte van een vloeibaar oppervlak op een ander lichaam 10 astronomische eenheden verwijderd van de zon tot een nauwkeurigheid van ongeveer 40 centimeter. Omdat we zo'n verbazingwekkende nauwkeurigheid hebben, konden we zien dat de hoogte tussen deze twee zeeën soepel varieerde van ongeveer 11 meter, relatief ten opzichte van het massacentrum van Titan, consistent met de verwachte verandering in het zwaartekrachtpotentieel. We meten de geoïde van Titan. Dit is de vorm die het oppervlak alleen zou aannemen onder invloed van zwaartekracht en rotatie, wat dezelfde vorm is die de oceanen van de aarde domineert. "
Vooruitkijkend zal deze kaart een belangrijke rol spelen als het gaat om wetenschappers die het klimaat van Titan willen modelleren, de vorm en zwaartekracht en de oppervlaktemorfologie willen bestuderen. Bovendien zal het vooral nuttig zijn voor diegenen die interieurmodellen van Titan willen testen, wat essentieel is om te bepalen of de maan leven zou kunnen herbergen. Net als Europa en Enceladus, wordt aangenomen dat Titan een oceaan met vloeibaar water en hydrothermale ventilatieopeningen heeft aan de kernmantelgrens.
De tweede studie, die ook gebruik maakte van de nieuwe topografische kaart, was gebaseerd op Cassini-radargegevens die waren verkregen tot slechts een paar maanden voordat het ruimtevaartuig in de atmosfeer van Saturnus opbrandde. Met behulp van deze gegevens hebben assistent-professor Hayes en zijn team vastgesteld dat de zeeën van Titan een constante hoogte volgen ten opzichte van de zwaartekracht van Titan. Kortom, ze ontdekten dat Titan een zeeniveau heeft, net als de aarde. Zoals Hayes uitlegde:
"We meten de hoogte van een vloeibaar oppervlak op een ander lichaam 10 astronomische eenheden verwijderd van de zon tot een nauwkeurigheid van ongeveer 40 centimeter. Dit is de vorm die het oppervlak alleen zou aannemen onder invloed van zwaartekracht en rotatie, wat dezelfde vorm is die de oceanen van de aarde domineert. "
Deze gemeenschappelijke hoogte is belangrijk omdat vloeibare lichamen op Titan lijken te zijn verbonden door iets dat lijkt op een watervoerende laag. Net zoals water ondergronds stroomt door poreus gesteente en grind op aarde, doen koolwaterstoffen hetzelfde onder het ijzige oppervlak van Titan. Dit zorgt ervoor dat er overdracht is tussen grote waterlichamen en dat ze een gemeenschappelijk zeeniveau delen.
"We zien geen lege meren die onder de lokaal gevulde meren liggen, want als ze onder dat niveau zouden komen, zouden ze zelf gevuld zijn", zei Hayes. 'Dit suggereert dat er stroming in de ondergrond is en dat ze met elkaar communiceren. Het vertelt ons ook dat er vloeibare koolwaterstof is opgeslagen op de ondergrond van Titan. "
Ondertussen verschijnen kleinere meren op Titan op hoogtes honderden meters boven de zeespiegel van Titan. Dit is niet anders dan wat er op aarde gebeurt, waar grote meren vaak op grotere hoogte worden gevonden. Deze staan bekend als "Alpine Lakes", en enkele bekende voorbeelden zijn het Titicacameer in de Andes, de meren van Genève in de Alpen en Paradise Lake in de Rockies.
Last but not least onthulde de studie ook dat de overgrote meerderheid van de meren van Titan te vinden is in depressies met scherpe randen die worden omringd door hoge bergkammen, waarvan sommige honderden meters hoog zijn. Ook hier is er een gelijkenis met kenmerken op aarde - zoals de Florida Everglades - waar onderliggend materiaal oplost en ervoor zorgt dat het oppervlak instort en gaten in de grond vormt.
De vorm van deze meren geeft aan dat ze met een constante snelheid kunnen uitzetten, een proces dat bekend staat als uniform scarp retreat. In feite lijkt het grootste meer in het zuiden - Lacus Ontario - op een reeks kleinere lege meren die zijn samengesmolten tot één enkel kenmerk. Dit proces is blijkbaar te wijten aan seizoensveranderingen, waarbij de herfst op het zuidelijk halfrond tot meer verdamping leidt.
Terwijl de Cassini missie verkent niet langer het Saturnus-systeem, de gegevens die het heeft verzameld tijdens haar meerjarige missie werpen nog steeds vruchten af. Tussen deze laatste studies en de vele andere die zullen volgen, zullen wetenschappers waarschijnlijk nog veel meer onthullen over deze mysterieuze maan en de krachten die haar vormen!
