Titán (hold)

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Titán
A Titán természetes színekben
A Titán természetes színekben
Felfedezése
Felfedező: Christiaan Huygens
Felfedezés ideje: 1655. március 25.
Pályaadatok
Fél nagytengely: 1 221 850 km
Pálya excentricitása: 0,028880
Keringési periódus: 15,945 nap
Inklináció: 0,348° (a Szaturnusz egyenlítőjéhez)
Anyabolygó: Szaturnusz
Fizikai tulajdonságok
Méret: 2535,2×2525×2526,4 km
Átlagos átmérő: 5150 km
Felszín területe: 83·106km²
Tömeg: 2,306518×1021 kg
Átlagos sűrűség: 1,88 g/cm³
Felszíni gravitáció az Egyenlítőnél: 1,35 m/s², vagyis 0,14 g
Szökési sebesség: 0,635 km/s
Sziderikus forgásidő: 4,518212 nap (szinkron forgás)
Tengelyferdeség: nulla
Albedó: 0,21 [1]
Felszíni hőm.: 94 K (-179.5 °C)[2]
Atmoszféra
Légköri nyomás: 160 kPa
Összetevők: nitrogén 95%, metán 5%

A Titán (görög Τιτάνας) a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Naprendszer második legnagyobb holdja a Ganümédész után. 1655. március 25-én a holland csillagász, Christiaan Huygens fedezte fel. A holdak közül a Holdon kívül ezelőtt csak a Jupiter Galilei-holdjait ismerték.

A Titán az egyetlen, sűrű légkörrel rendelkező hold a Naprendszerben. Egészen a közelmúltig ez a légkör megakadályozta a Titán felszínének optikai vizsgálatát, de az amerikai-európai Cassini–Huygens küldetés nemrégiben új adatokkal szolgált a felszínéről, és további adatokat közöl folyamatosan a holdról. A felszínére az űrszondapáros Huygens nevű európai leszállóegysége szállt le.

Tudományos kutatása azért kiemelten fontos, mert a belsejében fagyott állapotban megmaradhattak azok a kémiai anyagok, amik a Földön az élet kialakulásában szerepet játszottak, de egyszerű élet megjelenése sem kizárt. Légkörében szerves anyagok is találhatók.[3]

Elnevezés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Huygens egyszerűen Saturni Luna-nak (latinból a "Szaturnusz holdja", melyet Luna Saturni-nak is lehet írni) hívta (De Saturni Luna observatio nova, 1656; XV). Később Giovanni Domenico Cassini nevezte el a négy holdat, melyet ő fedezett fel: (Tethys, Dione, Rhea és Iapetus) Sidera Lodoicea ("Lajos holdjai") XIV. Lajos tiszteletére. A csillagászok a Szaturnusz ISzaturnusz V jelöléseket használták. A "Szaturnusz Huygens-i holdja" (vagy "Huyghenian"), vagy a "Szaturnusz hatodik holdja", Szaturnusz VI, a mai napig is használatos néven is illették, miután a Szaturnusztól való távolságsorrend alapján, a Mimast és az Enceladust 1789-ben felfedezték.

A "Titán" nevet, és a hét hold a nevét John Herscheltől kapta (William Herschel fiától, a Mimas és az Enceladus felfedezőjétől) az 1847-es publikációjában A Jóreménység fokánál végzett csillagászati megfigyelések eredményei (Results of Astronomical Observations made at the Cape of Good Hope) címűben, melyben a Titánok neveit javasolta a holdak nevéül, Kronosz (a görög Szaturnusz) leány- és fiútestvéreinek neveit.

Fizikai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Titán nagyobb, mint a Merkúr bolygó (bár kisebb tömegű) és ez a második legnagyobb Naprendszerbeli hold. Eredetileg kissé nagyobbnak gondolták, mint a Ganümédész, de későbbi mérések kimutatták, hogy a légköre sok fényt ver vissza, ami miatt nagyobbnak becsülték. Mint több egyéb hold is, a Titán is nagyobb méretű és tömegű a Plutónál.

A Titán tulajdonságai döntő mértékben hasonlítanak a Ganümédész, Kallisztó, Triton, és feltehetően a Pluto tulajdonságaira. A Titán nagyjából felerészben jégből, felerészben kőzetből áll. Feltehetően több különböző rétegre tagolódik, melynek közepén egy 3400 km átmérőjű kőzetmag található, különböző kristályformájú jégrétegekkel körülvéve. A belseje akár forró is lehet. Bár felépítésében hasonlít a Rhea nevű Szaturnusz-holdhoz, a sűrűsége a gravitációs összenyomó hatás miatt nagyobb.

A Titán felszínének 13%-át a szén és metán körforgásából származó szilárd részecskék alkotta dűnék borítják az egyenlítőtől északra és délre elterülő 30 fokos sávon belül. A legtöbb dűne egyenes vonalú, de szélességük, hosszuk, vastagságuk a földrajzi helytől függ. Többnyire a kelet-nyugati irányban fújó szelek alakítják őket. A dűnék hossza jellemzően 1-2 km, egymástól 1-4 km-re vannak, magasságuk eléri a 100 métert. A megfigyeléseket a Cassini űrszonda végezte.[4]

A Cassini 2006 és 2011 között végzett közelrepülései során mért pályaadatok alapján a hold felszínén mintegy 10 m-es árapályhullám volt megfigyelhető. Az árapályt a Szaturnusz gravitációja kelti. Mértéke arra utal, hogy a hold belseje folyékony, ugyanis szilárd anyag esetén az árapály nagysága csak 1 méter körüli lenne. Bár a műszerek közvetlenül nem tudnak a felszín alatt mérni, a fizikai modellek alapján megállapítható, hogy a mintegy 50 km-es jégréteg alatt legalább 250 km mélységű folyékony víz található (amiben oldott állapotban ammónia és ammónia-szulfát is van).[5]

Légkör[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Titán légköre valódi színekben (a Cassini űrszonda 2005. március 31-i felvétele 9500 km távolságból)

A Titán a maga nemében egyedülálló: az egyedüli ismert hold, melynek számottevő légköre van. Ez rendkívül sűrű, a légköri nyomás a földinek mintegy másfélszerese[6], vastagságát 820–940 km-re becsülik.[7] Átlátszatlansága miatt a Cassini-Huygens űrszonda földetéréséig nem tudták a felszínt vizsgálni.

Légkörében, hasonlóan a Földéhez, a 95%-nyi nitrogén dominál (ez bolygónk légkörének csupán 78%-át teszi ki), jóval kisebb mennyiségű, ámde annál fontosabb 3%-nyi a metán. A Cassini-Huygens űrszonda kimutatta, hogy a hold felszínén etán alkotta tavak találhatóak (némelyik 70 km átmérőjű), igazolva a tudósok feltevését, miszerint tavak látják el a Titán légkörének metánutánpótlását[8], folyadékkörforgást hozva létre.[9] 2%-nyi hidrogén, argon és egyéb szénhidrogének (többek közt etán, diacetilén, metil-acetilén, acetilén, propán, cián-acetilén, hidrogén-cianid) jelenlétében.[10][11]

Hasonlóan a Földhöz, a légkörben felhők vannak, de ezek sokkal lassabban reagálnak az évszakok amúgy is lassú változására, mint a Földön.[12]

Szénhidrogéntavak és -folyók a Titánon[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Titán-felszín egy sávjának radarral készített képe. A sötét foltok nagyon sima felületek, valószínűleg tavak.

A NASA 2008. július 31-én jelentette be a szénhidrogéntavak felfedezését Titánon. A Naprendszerünkben a Földön kívül ez az első olyan égitest, amelyen folyékony halmazállapotú anyagot találtak.

Az etán- és metántavak létét már régóta gyanították a Titánon. A Cassini adatai alapján úgy gondolják, hogy a metántavak elpárolognak, illetve újból feltöltődnek az évszakok változásait követve. A déli póluson a felvételek készítése alatt nyár volt, így az ott a megfigyelhető tavak száma kisebb, mint az északi pólus közelében lévőké. A Cassini először az Ontario Lacusnak nevezett foltról állapította meg, hogy tó. Ez a hold déli pólusa közelében található, felülete nagyjából 20 ezer négyzetkilométer.[13][14] A tavak szintje az évszakoknak megfelelően változik, emellett a csapadékosabb időszakban újabb kisebb tavak is keletkeznek. A metánnak a hold felszíne alatt is komoly tartalékai lehetnek, mert a hold felszínén lévő tavak nem képesek a légköri metán utánpótlására, más forrás nélkül a légkör 10 millió éven belül eltűnne. A tavak szintjének évszakos változása fontos lehet az élet keletkezése szempontjából is, a part menti területek periodikusan változó körülményei kedveznek a bonyolult kémiai rendszerek kialakulásának.[15][16] A radarfelvételek alapján mélységük meghaladja a 10 métert, mert fenekük nem látszik.[17] Összetételük mellett mélységük is fontos szerepet játszik a bennük lévő kémiai rendszerek alakításában, a túl sekély tavak hamar elpárologva nem kedveznek a bonyolult kémiának, a túl mély tavakban viszont a rétegződés miatt nem alakul ki megfelelő átkeveredés.[18] A tavak sarki megjelenése kapcsolatban állhat a hold lapult alakjával, a sarki területeken sugara kisebb, így a talajban lévő a metán itt könnyebben eléri a felszínt.[19]

A tavak mellett viszonylag nagy hozamú folyókat is sikerült azonosítani a radarfelvételeken: a hold felszínén eloszlásuk rendkívül egyenetlen, nagy részük az északi sarkvidéken és az egyenlítőtől délre található (a radarfelvételek még nem fedik le a hold teljes felszínét). A nagyobb folyók átlagos hossza 1000 kilométer körüli, szélességük (a 350 méteres felbontású radarképek szerint) 500-3000 méter, hozamuk 1000-2000 köbméter/másodperc.[20]

2012. szeptember 26-án a Cassini műhold egyik radarfelvételén folyót azonosítottak az északi, sarkvidéki részen. A folyó a Kraken Mare nevű tengerbe ömlik, aminek mérete a Kaszpi-tengernek felel meg a Földön. A folyó mintegy 400 km hosszú, megjelenése a földi Nílus folyamhoz hasonló.[21]

Radarmérések 2013-as elemzése szerint a Ligeia Mare nevű tenger mélysége mintegy 170 méter. A folyadékok össztérfogatát az egész holdon 9000 km³-re becsülik.[22]

Kutatás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Titán felszíne, a Huygens leszállóegység felvételén

A Titánt elsőként a Voyager–1 és a Voyager–2 űrszondák vizsgálták. A Voyager–1 jobban megközelítette, de a fedélzetén nem voltak olyan műszerek, amellyel át lehetett volna látni a felhőrétegen. Erről csak akkoriban szereztek tudomást. Néhány évvel később a Voyager–1 narancs színű szűrőjén keresztül készített felvételeket digitálisan újrafeldolgozták és ezeken fedezték fel a Xanadu és a Sickle felszíni formákat. Ezeket a Hubble-űrtávcsővel is észlelték infravörös tartományban.

A Cassini űrszonda 2004. július 1-jén megérkezett a Szaturnuszhoz és megkezdte a Titán radartérképezését. 2004. október 26-án közelítette meg először a holdat, ahol elkészítette a legrészletesebb képeket a felszínről. 2004. december 25-én a Cassiniről levált a Huygens űrszonda, amely 2005. január 14-én leereszkedett a Titán légkörébe és elérte a felszínt.

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Williams, D. R.: Saturnian Satellite Fact Sheet. NASA, 2008. augusztus 21. (Hozzáférés: 2000. április 18.)
  2. Mitri, G. et al. (2007.). „Hydrocarbon Lakes on Titan”. Icarus 186 (2), 385–394. o. DOI:10.1016/j.icarus.2006.09.004.  
  3. http://saturn.jpl.nasa.gov/science/moons/moonDetails.cfm?pageID=16 A Titán a NASA Cassini oldalán
  4. Cassini's radar observes Titan's tropical dune fields (közlés: 2012-01-23
  5. Titan's tides point to hidden ocean, 2012-06-28
  6. http://www.esa.int/SPECIALS/Cassini-Huygens/SEMMF2HHZTD_0.html Facts about Titan
  7. http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0403/0403283v1.pdf An X-ray measurement of Titan's atmospheric extent…
  8. http://www.nasa.gov/mission_pages/cassini/media/cassini-20080730.html NASA Confirms Liquid Lake On Saturn Moon
  9. http://saturn.jpl.nasa.gov/multimedia/videos/video-details.cfm?videoID=149 Cassini-Huygens: Radar shows evidence of seas
  10. http://www.nasa.gov/worldbook/titan_worldbook.html World book at NASA: Titan
  11. http://www.sg.hu/cikkek/41199 SG: Titán, a többrétegű rejtély
  12. Titan's Clouds Linger Longer (angol nyelven). Astrobiology Magazine, 2009. június 7. (Hozzáférés: 2009. június 14.)
  13. http://www.hirtv.hu/tud-tech/?article_hid=226754 Szénhidrogéntavakat fedeztek fel a Szaturnusz holdján
  14. Szalai, Tamás: Most már biztos: van tó a Titanon. Hírek.csillagászat.hu, 2008. augusztus 7. (Hozzáférés: 2008. augusztus 7.)
  15. Capturing Hydrocarbon Rain (angol nyelven). Astrobiology Magazine, 2009. február 1. (Hozzáférés: 2009. február 1.)
  16. Kereszturi, Ákos: Metáneső hullik és áradnak a tavak egy távoli világon. [Origo] Világűr, 2009. február 2. (Hozzáférés: 2009. február 2.)
  17. http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2009/01/saturns-titan-.html (angol nyelven). The Daily Galaxy, 2009. január 8. (Hozzáférés: 2009. február 3.)
  18. Moskowitz, Clara: Exotic Life Could Sprout From Chemistry on Titan (angol nyelven). Astrobiology Magazine, 2009. június 25. (Hozzáférés: 2009. június 25.)
  19. Kereszturi, Ákos: Talajmetán folyik a Titanban. [Origo] Világűr, 2009. április 24. (Hozzáférés: 2009. április 24.)
  20. Kereszturi, Ákos: Feltérképezték a Titan metánfolyóit. [Origo] Világűr, 2009. szeptember 17. (Hozzáférés: 2009. szeptember 17.)
  21. Cassini Spots Mini Nile River On Saturn's Moon Titan 2012. dec. 12.
  22. JPL: NASA's Cassini Spacecraft Reveals Clues About Saturn Moon 2013-12-12

Irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Barnes, Jason: "Titan: Earth in Deep Freeze", Sky & Telescope, December 2008 (p. 26-32)
  • L. Iess et al.: The Tides of Titan, Science, 28 June 2012.

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Titán (hold) témájú médiaállományokat.