Wikipédia

Titan (hold)

a Szaturnusz holdja
(Titán (hold) szócikkből átirányítva)

A Titan (görög Τιτάνας) a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Naprendszer második legnagyobb holdja a Ganymedes 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 névadó ezúttal nem egy görög mitológiai alak, hanem egy egész csoport, a titánok.

Titan
A Titan természetes színekben
A Titan természetes színekben
Felfedezése
FelfedezőChristiaan Huygens
Felfedezés ideje1655. március 25.
Névadótitánok
Pályaadatok
Periapszis1 186 680 km
Apoapszis1 257 060 km
Fél nagytengely1 221 850 km
Pálya excentricitása0,028880
Orbitális periódus15,945421 nap
Keringési periódus15,945 nap
Inklináció0,348° (a Szaturnusz egyenlítőjéhez)
AnyabolygóSzaturnusz
Központi égitestSzaturnusz
Fizikai tulajdonságok
Méret2535,2×2525×2526,4 km
Átlagos átmérő5150 km
Felszín területe83·106 km²
Tömeg1,3452×1023 kg
Átlagos sűrűség1,88 g/cm³
Felszíni gravitáció az egyenlítőnél1,35 m/s², vagyis 0,14 g
Szökési sebesség2,635 km/s
Sziderikus forgásidő4,518212 nap (szinkron forgás)
Tengelyferdeségnulla
Albedó0,21 [1]
Felszíni hőmérséklet94 K (-179.5 °C)[2]
Atmoszféra
Légköri nyomás160 kPa
Összetevőknitrogén 95%, metán 5%
A Wikimédia Commons tartalmaz Titan témájú médiaállományokat.
Sablon • Wikidata • Segítség
A „Titan” lehetséges további jelentéseiről lásd: Titán (egyértelműsítő lap).

A Titan 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

Huygens egyszerűen Saturni Lunának (latinból a „Szaturnusz holdja”, melyet Luna Saturninak 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 I … Szaturnusz 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 Titan 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 (Saturnus görög megfelelője) leány- és fiútestvéreinek neveit.

Fizikai tulajdonságai szerkesztés

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

A Titan tulajdonságai döntő mértékben hasonlítanak a Ganymedes, Callisto, Triton, és feltehetően a Pluto tulajdonságaira. A Titan 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 Titan 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

 
Két felvétel a Titanról, ami mutatja felhők mozgását a légkörben
 
A Titan légköre valódi színekben (a Cassini űrszonda 2005. március 31-i felvétele 9500 km távolságból)

A Titan 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% 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 találhatók (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] 2022. december 1-én metánfelhők mozgását figyeltek meg a holdon, a James Webb űrtávcső segítségével.[13][14]

Szénhidrogéntavak és -folyók a Titánon szerkesztés

 
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 a 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 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.[15][16] 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.[17][18] A radarfelvételek alapján mélységük meghaladja a 10 métert, mert fenekük nem látszik.[19] 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.[20] A tavak sarki megjelenése kapcsolatban állhat a hold lapult alakjával, a sarki területeken sugara kisebb, így a talajban lévő metán itt könnyebben eléri a felszínt.[21]

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.[22]

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.[23]

Radarmérések 2013-as elemzése szerint a Ligeia Mare nevű tenger mélysége mintegy 170 méter. A folyadékok össztérfogatát az egész holdon 9000 km³-re becsülik.[24]

A NASA kutatói (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia, USA) laborkísérletekkel kimutatták, hogy a Titán légkörében lévő nitrogén a holdon uralkodó extrém hideg hőmérsékleten is képes beoldódni az eső formájában lehulló folyékony metánba, ami folyókká áll össze, amik tavakba és tengerekbe ömlenek. A hőmérséklet, a légnyomás vagy az összetétel kis változásának hatására a nitrogén hevesen kiválik a folyadékból és pezsgés formájában távozik a légkörbe. A Cassini szonda mérései kimutatták, hogy a Titánon található tavak és tengerek egyes helyeken nagyobb mennyiségben tartalmaznak etánt, mint metánt. A kísérletek megmutatták, hogy a metánban gazdag folyadék és az etánban gazdag folyadék keveredése azt okozza, hogy a nitrogén hajlamos kiválni az oldatból. Ilyen nitrogéngáz-kiválás akkor is megtörténik, amikor a Titánon az évszakok változása miatt a metántengerek kissé melegebbekké válnak. Ez a „buborékosodás” vagy „pezsgés” problémát okozhat a jövőben ott dolgozó, metánfolyadékban úszó robot számára, ami a folyadékban úszva szintén hőt termel és a buborékosodás miatt nem tud majd megfelelően kormányozni vagy előre haladni.[25]

Kutatás szerkesztés

 
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 Titan légkörébe, és elérte a felszínt.

Jegyzetek szerkesztés

  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 Archiválva 2011. október 9-i dátummal a Wayback Machine-ben 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 Archiválva 2008. március 15-i dátummal a Wayback Machine-ben 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. ↑ Bartels, Meghan: James Webb Space Telescope view of Saturn's weirdest moon Titan thrills scientists (angol nyelven). Space.com, 2022. december 1. (Hozzáférés: 2023. június 12.)
  14. ↑ Overbye, Dennis. „Telescopes Team Up to Forecast an Alien Storm on Titan”, The New York Times, 2022. december 5. (Hozzáférés: 2023. június 12.) (amerikai angol nyelvű) 
  15. ↑ http://www.hirtv.hu/tud-tech/?article_hid=226754 Archiválva 2008. augusztus 6-i dátummal a Wayback Machine-ben Szénhidrogéntavakat fedeztek fel a Szaturnusz holdján
  16. ↑ Szalai, Tamás: Most már biztos: van tó a Titanon. Hírek.csillagászat.hu, 2008. augusztus 7. [2008. augusztus 10-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2008. augusztus 7.)
  17. ↑ Capturing Hydrocarbon Rain (angol nyelven). Astrobiology Magazine, 2009. február 1. (Hozzáférés: 2009. február 1.)
  18. ↑ Kereszturi, Ákos: Metáneső hullik és áradnak a tavak egy távoli világon. [Origo] Világűr, 2009. február 2. (Hozzáférés: 2009. február 2.)
  19. ↑ http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2009/01/saturns-titan-.html (angol nyelven). The Daily Galaxy, 2009. január 8. [2009. február 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. február 3.)
  20. ↑ Moskowitz, Clara: Exotic Life Could Sprout From Chemistry on Titan (angol nyelven). Astrobiology Magazine, 2009. június 25. (Hozzáférés: 2009. június 25.)
  21. ↑ Kereszturi, Ákos: Talajmetán folyik a Titanban. [Origo] Világűr, 2009. április 24. (Hozzáférés: 2009. április 24.)
  22. ↑ Kereszturi, Ákos: Feltérképezték a Titan metánfolyóit. [Origo] Világűr, 2009. szeptember 17. (Hozzáférés: 2009. szeptember 17.)
  23. ↑ Cassini Spots Mini Nile River On Saturn's Moon Titan 2012. dec. 12.
  24. ↑ JPL: NASA's Cassini Spacecraft Reveals Clues About Saturn Moon 2013-12-12
  25. ↑ NASA JPL: Experiments Show Titan Lakes May Fizz with Nitrogen, 2017-03-15

Irodalom szerkesztés

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

További információk szerkesztés

 
A Wikimédia Commons tartalmaz Titan (hold) témájú médiaállományokat.

Kapcsolódó szócikkek szerkesztés

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Titan_(hold)&oldid=26507329”