(Afbeelding: © NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS)
Stel je een wereld voor waar regen valt, zich verzamelt in meren en vijvers, sijpelt in de omringende rotsen en verdampt, om vervolgens weer te vallen. Er is maar één addertje onder het gras: de wereld is de maan van Saturnus, Titan, waar de regen geen water is; het is vloeibaar methaan.
Twee nieuwe artikelen onderzoeken hoe deze griezelig bekende, waterloze 'waterkringloop' zich manifesteert op het oppervlak van Titan. Hiervoor wendden twee afzonderlijke onderzoeksteams zich tot gegevens van de Cassini-missie, waarmee het verblijf in het Saturnus-systeem in September 2017. Het ruimtevaartuig vloog meer dan 100 keer langs de enorme maan en verzamelde daarbij cruciale waarnemingen van deze vreemde wereld.
Sommige van die waarnemingen lieten wetenschappers iets heel bijzonders zien: hun eerste glimp van vloeistof die momenteel in het landschap is, in plaats van alleen maar geesten van dergelijke vloeibare kenmerken. "Titan is de enige wereld buiten de aarde waar we vloeistoflichamen aan de oppervlakte zien", zegt Rosaly Lopes, planetair wetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory die werkte aan de Cassini-missie maar niet betrokken was bij een van de nieuwe kranten. 'Sommigen van ons noemen Titan graag de aarde van het buitenste zonnestelsel.'
"Titan is de interessantste maan in het zonnestelsel. Ik denk dat dat me wat vijanden bezorgt, maar ik denk dat het echt waar is", zegt Shannon MacKenzie, hoofdauteur van een van de nieuwe studies en een planetair wetenschapper aan het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory. , vertelde Space.com. Maar dat betekent niet dat de maan eenvoudig is. 'Titan gooit ons veel curveballs,' zei ze.
De studie van MacKenzie analyseert één potentiële curveball: drie kleine kenmerken die bleken te zijn met vloeistof gevulde meren toen Cassini ze voor het eerst zag, maar ze lijken te zijn opgedroogd tegen de tijd dat het ruimtevaartuig terugkeerde naar het gebied. De waarnemingen suggereren dat de vloeistof ofwel verdampt of in het omringende planetaire oppervlak is terechtgekomen.
Deze "fantoommeren" kunnen hiervan het bewijs zijn seizoensgebonden veranderingen op de maan, geloven MacKenzie en haar coauteurs. (Er verstreken zeven aardse jaren tussen de twee waarnemingen van het ruimtevaartuig van het gebied, waarbij het noordelijk halfrond van de maan van winter naar lente overging.)
Maar misschien is de situatie niet zo eenvoudig, aangezien de twee sets waarnemingen door verschillende instrumenten zijn gedaan. Cassini is gebouwd om gegevens te verzamelen met het radarinstrument of de visuele en infraroodlichtcamera's, maar niet beide tegelijk. En tijdens de eerste pass van het ruimtevaartuig was de regio te donker om de camera's te gebruiken.
Dus MacKenzie en haar collega's moesten de verandering in instrumenten als een mogelijke variabele beschouwen. Maar ze is er nog steeds van overtuigd dat er iets anders is in de twee passen en dat het redelijk aannemelijk is dat vloeistof was er, en verdween toen. Zelfs als de verschillende signalen over de twee flyby's werden veroorzaakt door een ander fenomeen, zei MacKenzie dat ze nog steeds geïntrigeerd is door wat dat ons zou kunnen vertellen over de vreemde maan, die een van de plausibele kandidaten van wetenschappers is voor waar het leven mogelijk op de loer ligt buiten de aarde.
'Als we in plaats daarvan naar nieuw ontdekte materialen aan de oppervlakte kijken, dan is dat ook interessant, omdat de sedimenten op Titan erg belangrijk zijn voor de prebiotische chemie', zei MacKenzie.
Maar hoewel MacKenzie zich concentreerde op slechts drie kleine meren die lijken te zijn verdwenen, bleven er tijdens Cassini's waarnemingen van de regio veel meren zichtbaar. In het tweede artikel dat vandaag is gepubliceerd, gebruikten wetenschappers radargegevens om een handvol veel grotere meren te bestuderen.
Tijdens de allerlaatste pass over Titan van Cassini in april 2017 was het ruimtevaartuig geprogrammeerd om een heel specifiek type gegevens, altimetrie genaamd, over het merengebied te verzamelen om de hoogte van verschillende stoffen te meten. Marco Mastrogiuseppe, planetair wetenschapper bij Caltech, had al vergelijkbare gegevens gebruikt om de diepten van enkele van Titans zeeën, veel grotere hoeveelheden vloeistof, en het Cassini-team hoopte dat hij hetzelfde zou kunnen doen met meren.
Mastrogiuseppe en zijn collega's deden dit in hun nieuwe paper, waarbij ze de bodems van meren met een diepte van meer dan 100 meter diep identificeerden en vaststelden dat hun inhoud werd gedomineerd door vloeistof methaan. 'We realiseerden ons dat de samenstelling van de meren in wezen erg veel lijkt op die van de merrie, van de zee', zei hij. 'We denken dat deze lichamen worden gevoed door lokale regens en dat deze bekkens de vloeistof afvoeren.'
Dat suggereert dat de maan onder het oppervlak van Titan nog een ander kenmerk kan bevatten dat doet denken aan de aarde: grotten. Op aarde worden veel grotten gevormd door water dat omliggende rotssoorten zoals kalksteen oplost en een soort landschap achterlaat karst, gekenmerkt door bronnen, watervoerende lagen, grotten en zinkgaten.
Onderzoekers die het merengebied van Titan bestuderen, denken dat ze vergelijkbare karstachtige kenmerken zien. Ze hebben ook geen kanalen gezien die al deze met elkaar verbinden verschillende vloeibare eigenschappenDaarom vermoeden Mastrogiuseppe en anderen dat een deel van de vloeistof in het omliggende terrein sijpelt, net zoals karstsystemen hier op aarde.
"Titan is echt deze wereld die geologisch vergelijkbaar is met de aarde, en het bestuderen van de interacties tussen de vloeibare lichamen en de geologie is iets dat we niet eerder hebben kunnen doen", zei Lopes. De nieuwe studies beginnen dat mogelijk te maken door die interacties live op een ander planetair lichaam te zien spelen.
Het is natuurlijk veel moeilijker om deze interacties tot nu toe te bestuderen, in een wereld die nooit de primaire focus van een missie is geweest. 'We hebben het gehad over mogelijke missies met robotverkenners die naar beneden zouden kunnen kruipen lavabuizen en grotten op de maan en Mars, "zei Lopes." Kunnen we in de toekomst een van deze sturen om min of meer naar dit terrein en grotten te kruipen en uit te zoeken wat daaronder zit? "
Zo'n missie zal waarschijnlijk niet snel gebeuren, maar NASA overweegt serieus een project genaamd Libel dat zou een drone op de vreemde maan laten landen. Indien geselecteerd, zou de missie in 2025 worden gelanceerd en negen jaar later Titan bereiken. En als NASA Dragonfly niet kiest, is de kans groot dat er nog een missieconcept komt. 'Titan is gewoon te cool om niet meer naar terug te gaan,' zei MacKenzie.
Beide MacKenzie's en Mastrogiuseppe's artikelen werden vandaag (15 april) gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy.
- Landing on Titan: Pictures from Huygens Probe on Saturn Moon
- Verbazingwekkende foto's: Titan, de grootste maan van Saturnus
- Dazzling Views tonen Saturn Moon Titan's Surface als nooit tevoren
