土星とその月へのカッシーニミッションは、宇宙船がガスジャイアントに突っ込んでその目的を達成した2017年に終了しました。しかし、科学者を忙しくさせるという使命からのデータはまだたくさんあります。カッシーニのデータを扱う科学者のチームは、驚くべき発見をしました。タイタンのメタンで満たされた湖は、予想よりもはるかに深く、奇妙です。
タイタンは珍しい世界です。地球以外の表面に液体があるのは、それだけです。科学者たちは、エンケラドスやエウロパのような太陽系の他の月のいくつかは液体の海を持っていると疑っています。しかし、それらの海は地下水海です。タイタンだけが液体炭化水素の湖を持っています。
カッシーニの最後のタイタン接近飛行中に、月の液体湖のいくつかにレーダーを向けました。データは、それらの湖が最大100メートル（300フィート）の深さであることを示しています。これらの最後の日のデータは、タイタンの炭化水素サイクルに新たな光を当てています。
これらの結果を詳述する研究は、Nature Astronomyに掲載された2つの論文に基づいています。 1つ目は、「タイタンのメタンが豊富で深い湖」です。その研究は、カリフォルニア州パサデナにあるCaltechのカッシーニレーダー科学者である筆頭著者Marco Mastrogiuseppeを特集しています。呼ばれる2番目の研究
「タイタンの湖水地方における季節的な表面変化の事例」は、メリーランド州ローレルにあるジョンズホプキンス応用物理学研究所の惑星科学者である筆頭著者シャノンマッケンジーを特集しています。
それらの深い湖について
ボイジャーのプローブからのデータは、タイタンに液体の湖があるという最初のヒントを与えてくれました。しかし、そのデータは単なる推論でした。タイタンにはそれらが存在するための適切な条件があったことが示されました。炭化水素が液体状態で存在するには、非常に低温でなければなりません。ハッブル宇宙望遠鏡の運用が開始された後、1995年頃に湖があったことを示す直接的な証拠が得られました。他の観測でもこの考えが裏付けられました。
しかし、タイタン湖の仮説の初期には、それが湖かそれよりはるかに大きな海を持っているかどうかはわかりませんでした。カッシーニは、2004年に土星に到着しましたが、すぐには液体の湖は見られませんでしたが、最終的に極地に発見されました。科学者たちは、それらが存在するのではないかと疑っていました。
それ以来、タイタンには多くの湖や海が見つかり、それらの画像がたくさんあります。
「タイタンで発見するたびに、タイタンはますます神秘的になります。」
カリフォルニア州パサデナにあるCaltechの筆頭著者でカッシーニのレーダー科学者、マルコマストロジュゼッペ。
科学者は、特にカッシーニの任務から、タイタンについて多くを学びました。しかし、これらの新しい研究はさらに進んでいます。そして彼らは、タイタンの炭化水素海の深さだけでなく、もっと多くのことを私たちに伝えています。
北の海がメタンで満たされていることはすでに知っていました。しかし、科学者たちは、より小さな湖にもメタンが満ちていて、より重い炭化水素であるエタンが見つかると予想していたことに驚きました。その結果は、タイタンの炭化水素サイクルに新たな光を当てました。
タイタンの炭化水素循環は、地球の水循環と同様に機能します。どちらの場合も、蒸発により雲が形成され、最終的には地表に落下し、炭化水素湖に流れ込む川が形成されます。タイタンでは、液体は赤道領域の近くで蒸発し、極性領域で液体として堆積します。
「タイタンで発見するたびに、タイタンはますます神秘的になります」と、カリフォルニア州パサデナのカルテックにあるカッシーニのレーダー科学者である主執筆者のマルコ・マストロジュゼッペは言った。 「しかし、これらの新しい測定値は、いくつかの重要な質問への回答を提供するのに役立ちます。タイタンの水文学を実際によりよく理解できるようになりました。」
ちょっと待って。それは奇妙になる。
タイタンはまったく奇妙です。それは、地球と同じように彫刻された土地の特徴を持っていますが、液体炭化水素を使用しています。しかし、それは多くの不可解な点で異なります。新しいデータは、北極地域の一方の側の炭化水素サイクルが、もう一方の側とは異なることを示しています。
タイタンの西側には小さな湖があり、中には全長10マイル以下のものもあります。それらは海抜、大きな丘や台地の上にあります。データはメサとビュートの別世界の画像を描き、周囲に何百フィートも突き出ており、その上に深い炭化水素の湖があります。
タイタンの東側は、峡谷や島々のある、海の低い海が特徴です。なぜそんなに違うの？
「まるで地球の北極を見下ろしているかのようであり、北アメリカがアジアとはまったく異なる液体の地層の地質学的設定を持っていることがわかるかもしれません」と、コーネル大学のカッシーニ科学者である研究共同著者のジョナサンルニーネは述べた。
それは根本的な地質に帰着するかもしれません。科学者たちは、氷と固体有機物の周囲の岩盤が化学的に溶解して崩壊したときに形成されたと考えています。これは、水が石灰岩の岩盤を溶かすときにカルスト湖と呼ばれる機能が形成される、ドイツ、米国、およびその他の場所のいくつかの地球上の地域に似ています。
新しいデータは、タイタンが一過性の湖を特徴とする可能性があることも示しています。レーダーデータと赤外線データの両方がこれらの湖を示しており、それらの湖の液面は短期間に大きく変動しています。シャノンマッケンジー、主執筆者
「タイタンの湖水地方での季節的な表面の変化の事例」は、季節的に引き起こされた変化がこれらの一時的な湖を説明していると考えています。
「1つの可能性は、これらの一過性の特徴が季節の経過中に蒸発して地下に浸透するより浅い液体の塊であった可能性があることです」と彼女は言った。
まとめると、両方の論文はタイタンの炭化水素循環の絵を描いており、炭化水素の雨が湖に供給され、その後蒸発します。しかし、蒸発だけではありません。一部の液体は地下に浸透し、液体炭化水素の貯留層を表面の下に残す可能性があります。
タイタンの表面の特徴は、月の厚く、視覚的に浸透できない雰囲気に包まれています。これらの研究の背後にあるデータは主にレーダーによって収集され、その多くは2017年4月の月の最後の接近接近時に取得されました。カッシーニチームはこれがタイタンの小さな湖を見る最後の機会であることを知っていました。それの最高。
「これはカッシーニのタイタンでの最後の万歳であり、本当に偉業でした」とルニーネは言った。
出典：
- プレスリリース：NASAのカッシーニはタイタンの湖で驚きを明らかにします
- 研究論文：タイタンの湖水地方における季節的な表面変化の事例
- 研究論文：タイタンのメタンが豊富で深い湖
