Kleurencomposiet van Titan en Dione gemaakt van Cassini-afbeeldingen die in mei 2011 zijn verworven. Major)
Er wordt al lang gespeculeerd dat de maan Titan van Saturnus mogelijk een wereldwijde ondergrondse oceaan herbergt onder een ijzige korst, gebaseerd op metingen van de rotatie en baan door het Cassini-ruimtevaartuig van NASA. Titan vertoont een dichtheid en vorm die wijst op een buigzame vloeibare binnenlaag - een ondergrondse oceaan - mogelijk samengesteld uit water vermengd met ammoniak, een combinatie die zou helpen de consistente hoeveelheid methaan in zijn dikke atmosfeer te verklaren.
Verdere analyse van Cassini-zwaartekrachtmetingen door een team van Stanford University heeft aangetoond dat de ijslaag van Titan dikker en minder uniform is dan oorspronkelijk was ingeschat, wat wijst op een complexere interne structuur - en een sterkere externe invloed op de warmte.
De vloeibare ondergrondse oceaan van Titan werd eerder geschat op ongeveer 100 km dik, ingeklemd tussen een rotsachtige kern beneden en een ijzige schelp erboven. Dit was gebaseerd op het gedrag van Titan in zijn baan - of, meer precies, hoe de vorm van Titan verandert in de loop van zijn baan, zoals gemeten door Cassini's radarinstrument.
Omdat de 16-daagse baan van Titan niet perfect rond is, ervaart de maan op bepaalde punten een sterkere aantrekkingskracht van Saturnus dan op andere. Als gevolg hiervan is het afgeplat aan de polen en verandert het voortdurend lichtjes van vorm - een effect dat getijdeflexing wordt genoemd. Samen met het verval van radioactieve materialen in de kern, genereert deze buiging de interne warmte die helpt om een ondergrondse oceaanvloeistof vast te houden.
Een team van onderzoekers van Stanford University, onder leiding van Howard Zebker, hoogleraar geofysica en elektrotechniek, gebruikte recente Cassini-metingen van de topografie en zwaartekracht van Titan om te bepalen dat de ijslaag tussen het maanoppervlak en de oceaan tot tweemaal zo dik is als eerder werd gedacht - en het is aan de evenaar aanzienlijk dikker dan aan de polen.
"Het beeld van Titan dat we krijgen heeft een ijzige, rotsachtige kern met een straal van iets meer dan 2.000 kilometer, een oceaan ergens tussen de 225 en 300 kilometer dik en een ijslaag van 200 kilometer dik", zei Zebker.
Verschillende dikten van de ijslaag van Titan zouden betekenen dat er intern minder warmte wordt gegenereerd door het verval van radioactieve materialen in de kern van Titan, omdat dat soort warmte min of meer globaal uniform zou zijn. In plaats daarvan moet getijdenbuiging veroorzaakt door de zwaartekrachtinteracties met Saturnus en naburige kleinere manen een sterkere rol spelen bij het verwarmen van de binnenkant van Titan.
Lees meer: Titan's Tides suggereert een ondergrondse zee
Met Cassini's nieuwe metingen van de zwaartekracht van Titan, berekenden Zebker en zijn team dat de ijzige laag onder de afgeplatte polen van Titan 3.000 meter dunner is dan gemiddeld, terwijl hij op de evenaar 3.000 meter dikker is dan gemiddeld. In combinatie met de oppervlaktekenmerken van de maan zorgt dit ervoor dat de gemiddelde wereldwijde dikte van de ijslaag meer op 200 km en niet op 100 ligt.
Warmte die wordt opgewekt door getijdenbuiging - die sterker wordt gevoeld aan de polen - wordt verondersteld de oorzaak te zijn van het dunnere ijs daar. Dunner ijs zou betekenen dat er meer vloeibaar water onder de polen is, wat dichter is en dus een sterkere zwaartekracht zou uitoefenen ... precies wat er is gevonden in de metingen van Cassini.
De bevindingen werden dinsdag 4 december aangekondigd op de AGU-conventie in San Francisco. Lees meer op de nieuwspagina van Stanford University.
