Cassini-Huygens tillhandahöll nya bevis om varför Titan har en atmosfär, vilket gör den unik bland alla solsystemsmånar, säger en planetforskare vid University of Arizona.
Forskare kan dra slutsatser från Cassini-Huygens resultat att Titan har ammoniak, sa Jonathan I. Lunine, en tvärvetenskaplig forskare för Europeiska rymdorganisationens Huygens-sond som landade på Titan förra månaden.
'Jag tror att det som framgår av uppgifterna är att Titan har samlat på sig eller förvärvat betydande mängder ammoniak, såväl som vatten,' sa Lunine. 'Om ammoniak är närvarande kan det vara ansvarigt för att återuppliva betydande delar av Titan.'
Han förutspår att Cassini-instrument kommer att upptäcka att Titan har ett flytande ammoniak-och-vattenskikt under sin hårda vattenisyta. Cassini kommer att se - Cassini-radarn har förmodligen redan sett - platser där flytande ammoniak- och vattenslam bröt ut från extremt kalla vulkaner och flödade över Titans landskap. Ammoniak i den tjocka blandningen som frigörs på detta sätt, kallad 'kryovulkanism', kan vara källan till molekylärt kväve, den största gasen i Titans atmosfär.
Lunine och fem andra Cassini-forskare rapporterade om de senaste resultaten från Cassini-Huygens-uppdraget vid American Association for the Advancement of Science-mötet i Washington, D.C. idag (19 februari).
Cassini-radarn avbildade ett särdrag som liknar ett basaltiskt flöde på jorden när den gjorde sin första närapassering av Titan i oktober 2004. Forskare tror att Titan har en stenkärna, omgiven av ett överliggande lager av stenhård vattenis. Ammoniak i Titans vulkaniska vätska skulle sänka vattnets fryspunkt, sänka vätskans densitet så att den skulle vara ungefär lika flytande som vattenis och öka viskositeten till ungefär basaltens, sa Lunine. 'Funktionen som ses i radardata tyder på att ammoniak verkar på Titan i kryovulkanism.'
Både Cassinis jonneutrala masspektrometer och Huygens gaskromatografmasspektrometer (GCMS) tog prov på Titans atmosfär och täckte den översta atmosfären ner till ytan.
Men ingen av dem upptäckte den icke-radiogena formen av argon, säger Tobias Owen från University of Hawaii, en interdisciplinär forskare från Cassini och medlem av GCMS-vetenskapsteamet. Det tyder på att byggstenarna, eller 'planetesimalerna', som bildade Titan innehöll kväve mestadels i form av ammoniak.
Titans excentriska, snarare än cirkulära, bana kan förklaras av månens vätskeskikt under ytan, sa Lunine. Gabriel Tobie från universitetet i Nantes (Frankrike), Lunine och andra kommer att publicera en artikel om det i ett kommande nummer av Icarus.
'En sak som Titan inte kunde ha gjort under sin historia är att ha ett vätskelager som sedan frös över, för under frysningsprocessen skulle Titans rotationshastighet ha gått långt, långt upp,' sa Lunine. 'Så antingen har Titan aldrig haft ett vätskeskikt i sitt inre - vilket är mycket svårt att uppleva, även för ett rent vatten-isobjekt, eftersom energin från ansamlingen skulle ha smält vatten - eller så har det vätskeskiktet bibehållits fram till idag . Och det enda sättet att behålla det vätskelagret till nutid är att ha ammoniak i blandningen.'
Cassini-radarn upptäckte en krater lika stor som Iowa när den flög inom 1 577 kilometer (980 miles) från Titan tisdagen den 15 februari. 'Det är spännande att se en rest av en nedslagsbassäng', säger Lunine, som diskuterade fler nya radarresultat. som NASA släppte på en AAAS-nyhetsgenomgång idag. 'Stora nedslagskratrar på jorden är trevliga platser för att få hydrotermiska system. Kanske har Titan ett slags analogt 'metanotermiskt' system', sa han.
Radarresultat som visar få nedslagskratrar överensstämmer med mycket unga ytor. 'Det betyder att Titans kratrar antingen utplånas genom att de återuppstår eller så begravs de av organiska ämnen,' sa Lunine. 'Vi vet inte vilket fall det är.' Forskare tror att kolvätepartiklar som fyller Titans disiga atmosfär faller från himlen och täcker marken nedanför. Om detta har inträffat under hela Titans historia, skulle Titan ha 'den största kolvätereservoaren av någon av de fasta kropparna i solsystemet', noterade Lunine.
Förutom frågan om varför Titan har en atmosfär, finns det två andra stora frågor om Saturnus gigantiska måne, tillade Lunine.
En andra fråga är hur mycket metan som har förstörts genom Titans historia, och var all den metan kommer ifrån. Jordbaserade och rymdbaserade observatörer har länge vetat att Titans atmosfär innehåller metan, etan, acetylen och många andra kolväteföreningar. Solljus förstör irreversibelt metan i Titans övre atmosfär eftersom det frigjorda vätet slipper Titans svaga gravitation och lämnar etan och andra kolväten bakom sig.
När Huygens-sonden värmde Titans fuktiga yta där den landade, andades dess instrument in dofter av metan. Det är solida bevis på att metanregn bildar det komplexa nätverket av smala dräneringskanaler som går från ljusare högland till lägre, plattare mörka områden. Bilder från det UA-ledda experimentet Descent Imager-Spectral Radiometer dokumenterar Titans fluviala egenskaper.
Den tredje frågan - en som Cassini inte riktigt var beredd att svara på - kallar Lunine den 'astrobiologiska' frågan. Det är, med tanke på att flytande metan och dess organiska produkter regnar ner från Titans stratosfär, hur långt har den organiska kemin kommit på Titans yta? Frågan är, sa Lunine, 'I vilken utsträckning är eventuell avancerad kemi på Titans yta överhuvudtaget relevant för prebiotisk kemi som förmodligen inträffade på jorden innan livet började?'
Cassini-Huygens-uppdraget är ett samarbete mellan NASA, ESA och ASI, den italienska rymdorganisationen. Jet Propulsion Laboratory (JPL), en avdelning av California Institute of Technology i Pasadena, leder uppdraget för NASA:s Science Mission Directorate, Washington, D.C. JPL designade, utvecklade och monterade Cassini-oribtern medan ESA drev Huygens-sonden.
Ursprunglig källa: Nyhetsmeddelande från University of Arizona