2011年5月に取得したカッシーニの画像から作られた、タイタンとジオーネのカラー合成。メジャー)
NASAのカッシーニ宇宙船によるその回転と軌道の測定に基づいて、土星の月のタイタンが氷の地殻の下に地球の地下海を抱いているかもしれないと長い間推測されていました。タイタンは密度と形状を示し、柔軟な液体の内層—地下海—はおそらくアンモニアと混合された水で構成されます。この組み合わせは、厚い大気中に見られる一貫した量のメタンを説明するのに役立ちます。
現在、スタンフォード大学チームによるカッシーニ重力測定のさらなる分析により、タイタンの氷層は最初に推定されたものよりも厚く均一ではなく、内部構造がより複雑であり、その熱に対する外部の影響がより強いことが示されています。
タイタンの液体地下海は、以前は100 km(62マイル)の厚さの近くにあると推定されていました。下の岩のコアと上の氷のシェルの間に挟まれています。これは、軌道でのタイタンの動作に基づいていました。より正確には、カッシーニのレーダー計器で測定した、軌道の途中でタイタンの形状がどのように変化したかを示しています。
タイタンの16日間の軌道は完全に円形ではないため、月は特定の地点で他の地点よりも土星からの引力が強くなります。その結果、それは極で平らになり、常にわずかに形状が変化します-潮汐屈曲と呼ばれる効果。コア内の放射性物質の崩壊とともに、この屈曲により内部熱が発生し、海面下の液体の維持に役立ちます。
地球物理学と電気工学の教授であるハワードゼブカー教授が率いるスタンフォード大学の研究者チームは、タイタンの地形と重力の最近のカッシーニ測定を使用して、月面と海の間の氷の層が以前考えられていた最大2倍の厚さであることを確認しました—そして、それは極よりも赤道でかなり厚いです。
「私たちが手に入れるタイタンの写真には、半径2,000キロ強の氷のような岩の多いコア、厚さ225〜300キロの海、厚さ200キロの氷層があります」とZebker氏は述べています。
タイタンの氷の層の厚さが異なると、タイタンのコア内の放射性物質の崩壊によって内部で発生する熱が少なくなります。これは、そのタイプの熱が多かれ少なかれ全体的に均一になるためです。代わりに、土星や近隣の小さな月との重力相互作用によって引き起こされる潮汐の屈曲は、タイタンの内部を加熱する上でより強力な役割を果たす必要があります。
続きを読む:Titan’s Tidesは地下海を提案します
カッシーニがタイタンの重力を新たに測定した結果、ゼブカーと彼のチームは、タイタンの平らにされた極の下の氷の層は平均よりも3,000メートル(約1.8マイル)薄く、赤道では平均よりも3,000メートル厚いと計算しました。月面の特徴と組み合わせると、これにより、氷層の平均的な全球の厚さが100ではなく200 kmになります。
極でより強く感じられる潮汐の屈曲によって発生する熱は、そこでのより薄い氷の原因であると考えられています。氷が薄いと、極の下に液体の水が多くなるため、密度が高くなり、引力が強くなります。まさに、カッシーニの測定結果です。
調査結果は、サンフランシスコのAGU大会で12月4日火曜日に発表されました。詳細については、スタンフォード大学のニュースページをご覧ください。