De grootste maan van Saturnus, Titan, is de enige andere wereld in ons zonnestelsel met stabiele vloeistof op het oppervlak. Dat alleen al, en het feit dat de vloeistof bestaat uit methaan, ethaan en stikstof, maakt het een fascinatieobject. De heldere vlekkenmerken die Cassini waarnam in de methaanzeeën die de poolgebieden stippelen, verdiepen alleen maar de fascinatie.
Een nieuw artikel in Nature Astronomy gaat dieper in op een fenomeen in de zeeën van Titan dat wetenschappers in verwarring heeft gebracht. In 2013 merkte Cassini een functie op die niet aanwezig was in eerdere fly-bys van dezelfde regio. In volgende afbeeldingen was de functie weer verdwenen. Wat kan het zijn?
Een verklaring is dat het kenmerk een verdwijnend eiland zou kunnen zijn, dat stijgt en daalt in de vloeistof. Dit idee hield stand, maar was slechts een eerste gok. Het mysterie werd nog vergroot door de verdubbeling van de omvang van deze potentiële eilanden. Anderen speculeerden dat het golven konden zijn, de eerste golven die ergens anders dan op aarde werden waargenomen. Al deze dingen samenbinden was het idee dat het verschijnen en verdwijnen kon worden veroorzaakt door seizoensveranderingen op de maan.
Nu denken wetenschappers van NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) dat ze weten wat er achter deze zogenaamde 'verdwijnende eilanden' zit, en het lijkt erop dat ze verband houden met seizoensveranderingen.
De studie werd geleid door Michael Malaska van JPL. De onderzoekers simuleerden de ijskoude omstandigheden op Titan, waar de temperatuur -179,2 graden Celsius is. Bij die temperatuur gebeuren er interessante dingen met de stikstof in de atmosfeer van Titan.
Op Titan regent het. Maar de regen bestaat uit extreem koud methaan. Terwijl dat methaan naar de oppervlakte valt, neemt het aanzienlijke hoeveelheden stikstof uit de atmosfeer op. De regen raakt het oppervlak van Titan en verzamelt zich in de meren op de poolgebieden van de maan.
De onderzoekers hebben de omstandigheden in hun experimenten gemanipuleerd om de veranderingen op Titan te weerspiegelen. Ze veranderden de temperatuur, de druk en de methaan / ethaansamenstelling. Daarbij ontdekten ze dat stikstof uit de oplossing borrelde.
"Onze experimenten toonden aan dat wanneer methaanrijke vloeistoffen zich vermengen met ethaanrijke vloeistoffen - bijvoorbeeld door een zware regenbui of wanneer de afvoer van een methaanrivier overgaat in een ethaanrijk meer - de stikstof minder in oplossing kan blijven," zei Michael Malaska van JPL. Deze afgifte van stikstof wordt exsolution genoemd. Het kan voorkomen wanneer de seizoenen op Titan veranderen en de zeeën van methaan en ethaan een lichte opwarming ervaren.
"Dankzij dit werk aan de oplosbaarheid van stikstof zijn we er nu van overtuigd dat er zich inderdaad bellen kunnen vormen in de zeeën, en in feite overvloediger kunnen zijn dan we hadden verwacht", zegt Jason Hofgartner van JPL, co-auteur van de studie die ook in het radarteam van Cassini werkt. Deze stikstofbellen zouden erg reflecterend zijn, wat verklaart waarom Cassini ze kon zien.
De zeeën op Titan zijn misschien wel een prebiotische omgeving, waar chemische omstandigheden gastvrij zijn voor het verschijnen van leven. Sommigen denken dat de zeeën misschien al het leven zijn, hoewel er geen bewijs is, en Cassini was niet uitgerust om dat uitgangspunt te onderzoeken. Sommige experimenten hebben aangetoond dat een atmosfeer zoals die van Titan complexe moleculen en zelfs de bouwstenen van het leven kan genereren.
NASA en anderen hebben gesproken over verschillende manieren om Titan te verkennen, waaronder ballonnen, een drone, landingsvliegtuigen en zelfs een onderzeeër. Het idee van de onderzeeër ontving in 2015 zelfs een NASA-subsidie om het idee verder te ontwikkelen.
Dus mysterie opgelost, waarschijnlijk. De heldere plekken van Titan zijn geen eilanden of golven, maar bubbels.
De missie van Cassini loopt binnenkort ten einde en het zal nog geruime tijd duren voordat Titan verder kan worden onderzocht. De vraag of Titan's zeeën gastvrij zijn voor de vorming van leven, of dat er al leven is, zal moeten wachten. Welke rol de stikstofbellen spelen in de levensvraag van Titan zal ook moeten wachten.
