Cassini-Huygens leverde nieuw bewijs over waarom Titan een atmosfeer heeft, waardoor het uniek is onder alle manen van het zonnestelsel, zegt een planetaire wetenschapper van de Universiteit van Arizona.
Wetenschappers kunnen uit de resultaten van Cassini-Huygens afleiden dat Titan ammoniak heeft, zei Jonathan I. Lunine, een interdisciplinaire wetenschapper voor de Huygens-sonde van de European Space Agency die vorige maand op Titan landde.
"Ik denk dat het duidelijk is uit de gegevens dat Titan aanzienlijke hoeveelheden ammoniak heeft geaccumuleerd of verworven, evenals water," zei Lunine. "Als ammoniak aanwezig is, kan het verantwoordelijk zijn voor het weer opduiken van belangrijke delen van Titan."
Hij voorspelt dat Cassini-instrumenten zullen ontdekken dat Titan een vloeibare ammoniak-en-waterlaag heeft onder het harde water-ijsoppervlak. Cassini zal - Cassini-radar heeft het waarschijnlijk al gezien - plaatsen zien waar vloeibare ammoniak en waterbrij uit extreem koude vulkanen losbarstten en over het landschap van Titan stroomden. Ammoniak in het dikke mengsel dat op deze manier vrijkomt, 'cryovolcanisme' genoemd, zou de bron kunnen zijn van moleculaire stikstof, het belangrijkste gas in de atmosfeer van Titan.
Lunine en vijf andere Cassini-wetenschappers rapporteerden vandaag (19 februari) over de laatste resultaten van de Cassini-Huygens-missie bij de American Association for the Advancement of Science meeting in Washington, D.C.
Cassini radar beeldde een kenmerk af dat lijkt op een basaltstroom op aarde toen het in oktober 2004 voor het eerst dichtbij Titan kwam. Wetenschappers geloven dat Titan een rotskern heeft, omgeven door een bovenliggende laag keihard waterijs. Ammoniak in de vulkanische vloeistof van Titan zou het vriespunt van water verlagen, de dichtheid van de vloeistof verlagen, zodat het ongeveer net zo drijvend zou zijn als waterijs, en de viscositeit zou verhogen tot ongeveer die van basalt, zei Lunine. "Het kenmerk in de radargegevens suggereert dat ammoniak aan het werk is op Titan in cryovolcanisme."
Zowel de ionenneutrale massaspectrometer van Cassini als de gaschromatografische massaspectrometer (GCMS) van Huygen bemonsterde de atmosfeer van Titan en bedekten de bovenste atmosfeer tot aan het oppervlak.
Maar geen van beide ontdekte de niet-radiogene vorm van argon, zei Tobias Owen van de Universiteit van Hawaï, een interdisciplinaire wetenschapper van Cassini en lid van het GCMS-wetenschapsteam. Dat suggereert dat de bouwstenen, of "planetesimalen", die Titan vormden, stikstof bevatten, voornamelijk in de vorm van ammoniak.
De excentrieke, niet cirkelvormige baan van Titan kan worden verklaard door de ondergrondse vloeibare laag van de maan, zei Lunine. Gabriel Tobie van de Universiteit van Nantes (Frankrijk), Lunine en anderen zullen hierover een artikel publiceren in een komende uitgave van Icarus.
"Een ding dat Titan in zijn geschiedenis niet had kunnen doen, is een vloeibare laag hebben die vervolgens is vastgevroren, want tijdens het bevriezingsproces zou de rotatiesnelheid van Titan veel hoger zijn geweest," zei Lunine. "Dus ofwel Titan heeft nooit een vloeibare laag in zijn interieur gehad - wat erg moeilijk te onderhouden is, zelfs voor een puur water-ijs object, omdat de energie van aanwas gesmolten water zou hebben gesmolten - of die vloeibare laag is tot op de dag van vandaag gehandhaafd . En de enige manier waarop je die vloeibare laag tot op heden behoudt, is ammoniak in het mengsel. ”
Cassini-radar zag een krater ter grootte van Iowa toen deze op dinsdag 15 februari binnen 1.577 kilometer (980 mijl) van Titan vloog. "Het is opwindend om een overblijfsel van een inslagbassin te zien", zei Lunine, die meer nieuwe radarresultaten besprak die NASA vandaag op een AAAS-nieuwsbriefing heeft vrijgegeven. “Grote inslagkraters op aarde zijn mooie plekken om hydrothermale systemen te krijgen. Misschien heeft Titan een soort analoog 'methanothermisch' systeem ', zei hij.
Radarresultaten met weinig inslagkraters komen overeen met zeer jonge oppervlakken. "Dat betekent dat de kraters van Titan worden vernietigd door het weer opduiken, of ze worden begraven door organische stoffen," zei Lunine. "We weten niet welk geval het is." Onderzoekers zijn van mening dat koolwaterstofdeeltjes die de wazige atmosfeer van Titan vullen uit de lucht vallen en de grond eronder bedekken. Als dit in de geschiedenis van Titan is gebeurd, zou Titan 'het grootste koolwaterstofreservoir van alle vaste lichamen in het zonnestelsel hebben', merkte Lunine op.
Naast de vraag waarom Titan een atmosfeer heeft, zijn er nog twee andere grote vragen over de gigantische maan van Saturnus, voegde Lunine eraan toe.
Een tweede vraag is hoeveel methaan in de geschiedenis van Titan is vernietigd en waar al dat methaan vandaan komt. Waarnemers op aarde en in de ruimte weten al lang dat de atmosfeer van Titan methaan, ethaan, acetyleen en vele andere koolwaterstofverbindingen bevat. Zonlicht vernietigt onomkeerbaar methaan in de bovenste atmosfeer van Titan omdat de vrijgekomen waterstof ontsnapt aan de zwakke zwaartekracht van Titan, waardoor ethaan en andere koolwaterstoffen achterblijven.
Toen de Huygens-sonde het vochtige oppervlak van Titan verwarmde waar het landde, ademden de instrumenten golven methaan in. Dat is een duidelijk bewijs dat methaanregen het complexe netwerk vormt van nauwe afvoerkanalen die lopen van helderdere hooglanden naar lagere, vlakkere donkere gebieden. Afbeeldingen van het door de UA geleide Descent Imager-Spectral Radiometer-experiment documenteren de fluviale kenmerken van Titan.
De derde vraag - een vraag die Cassini niet echt had kunnen beantwoorden - noemt Lunine de 'astrobiologische' vraag. Hoe ver is de organische chemie op Titan's oppervlak vooruitgegaan, aangezien vloeibaar methaan en zijn organische producten uit de stratosfeer van Titan naar beneden regenen? De vraag is, zei Lunine, "in hoeverre is mogelijke geavanceerde chemie aan het oppervlak van Titan überhaupt relevant voor prebiotische chemie die vermoedelijk op aarde plaatsvond voordat het leven begon?"
De Cassini-Huygens-missie is een samenwerking tussen NASA, ESA en ASI, de Italiaanse ruimtevaartorganisatie. Het Jet Propulsion Laboratory (JPL), een divisie van het California Institute of Technology in Pasadena, beheert de missie voor NASA's Science Mission Directorate, Washington, D.C. JPL ontwierp, ontwikkelde en monteerde de Cassini-oribter terwijl ESA de Huygens-sonde bediende.
Oorspronkelijke bron: University of Arizona News Release
