2013.05.21. - Elkészült a Titán első globális topográfiai térképe

Elkészült a Szaturnusz legnagyobb holdjának, a Titánnak első globális topografikus térképe, amely kitűnő eszköz a kutatók számára a Naprendszer Földünkhöz talán legjobban hasonlító égitestjének tanulmányozásához.

2574 kilométeres átmérőjével a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titán nagyobb, mint a Merkúr, de bolygórendszerünk összes holdját tekintve is a második helyet birtokolja. A Titán azért is különösen érdekes, mert az egyetlen ismert hold a Naprendszerben, amely vastag, felhőkben gazdag légkörrel rendelkezik, a felszínén pedig folyékony halmazállapotú közeg is előfordul. A hideg atmoszféra fő összetevője - a földiéhez hasonlóan - a nitrogén, az óriásholdon azonban a metán játsza azt a szerepet, amit bolygónkon a vízgőz, jelesül a Titánon metánfelhőkből metánesők esnek, a felszínt pedig ennek eredményeként metánfolyók szabdalják. Metán-származék szerves molekulák a hold légkörében, tavaiban és folyóiban is jelen vannak, s talán hozzájárulhatnak majd az élet eredetével kapcsolatos problémák megoldásához is. Ralph Lorenz (Johns Hopkins University, Applied Physics Laboratory), a térképezést végző csoport vezetője szerint a Titánon nagyon érdekes folyamatok zajlanak, ezek megértéséhez azonban elengedhetetlen a megfelelő földi folyamatok ismerete. Különösen fontos ez azon kutatók számára, akik a Titán hidrológiáját tanulmányozzák, illetve az időjárási és klimatikus viszonyait modellezik.

A Titán vastag, párás légkörének fényszórása rendkívüli módon megnehezíti, hogy távolról figyeljük meg a felszíni alakzatokat és árnyékokat, pedig a bolygók és holdak topográfiai felmérésének jelenleg ez az elsődleges - az esetek többségében még egyedüli - módszere. A Titán esetében gyakorlatilag az összes szükséges adat a Szaturnusz rendszerében tevékenykedő Cassini űrszondától származik, ami az elmúlt évtizedben közel száz alkalommal repült el a hold mellett. A legtöbb megközelítés során a Cassini a radarberendezését használta, mellyel a felhőkön keresztül is tudott felszíni magasságméréseket végezni. A szonda radarcsoportjának egyik vezetője, Steve Wall (NASA JPL) szerint az új topográfiai térképpel a Naprendszer egyik legérdekesebb és legdinamikusabb világa immár 3D-ben is tanulmányozható: a Földön a folyók, vulkánok, de még az időjárás tulajdonságai is szoros kapcsolatot mutatnak a felszíni formák magasságával, most azonban a Titán esetében is lehetőség nyílik ezen összefüggések tanulmányozására.

A Titán topográfiai térképének két nézete. A felső térkép radarméréseket reprezentáló aranyszínű sávjai a hold felszínének közel felét borítják. Az így le nem fedett, a kék árnyalataival kódolt hátteret a Cassini szonda vizuális és infravörös képalkotó spektrométerének méréseiből származtatták. Az aranyszínű területeken belül húzódó szivárványszínű sávok - ezek a térkép nagyfelbontású változatán láthatók igazán - mutatják azokat a felszínrészeket, ahol magasságadatokat is mértek. Az alsó panel a 2004 és 2011 között végzett radarmérések alapján készült új topográfiai térképet mutatja, a kontúrvonalak 200 méteres szintkülönbséget jeleznek. Jól látható a déli poláris depresszió, illetve négy kiemelkedés - hegység - is az egyenlítői régióban.
[NASA/JPL-Caltech/ASI/JHUAPL/Cornell/Weizmann]

Lopez szerint akadnak persze nehézségek is. Mivel a Cassini nem a Titán körül kering, a hold felszínének körülbelül felét tudták csak felmérni, így a magasságok meghatározásához/becsléséhez speciális, több irányból végzett észlelések szükségesek. Ha a Titán felszínét 1°x1°-os négyzetekre osztjuk, akkor jelenleg ezek mindössze 11%-ában áll rendelkezésünkre topográfiai adat. Lopez és munkatársai matematikai eljárásokkal próbálták a hiányzó magasságadatokat "pótolni", egy nem mért területre a legközelebbi mérésekből átlagolási módszerekkel származtattak magassági adatokat. Lopez szerint az eljárás lényege - természetesen nagyon leegyszerűsítve - tulajdonképpen összefoglalható a következő példával: ha van egy felszíni pontunk, melynek minden szomszédos pontja nagy magasságú, akkor csak nagyon különleges okkal lehet a kiszemelt pontot ezeknél kisebb magasságúnak tekinteni.

A Lopez és kollégái által származtatott adatok illeszkednek jelenlegi ismereteinkhez a Titánról, például ahhoz, hogy a sarki területek alacsonyabban fekszenek, mint az egyenlítői régiók. Az új eredmények azonban segíthetik a kutatókat a hold felszínének ennél alaposabb megismerésében is, különösen annak modellezésében, hogy hol és merre folynak a titáni folyók, illetve milyen a metánesők szezonális eloszlása. A felszíni folyadékok és a legfelső talajrétegek mozgását alapvetően a domborzati viszonyok befolyásolják, míg a hegyek a felhőképződést, következésképpen a csapadékhullást határozzák meg. A globális térképpel a Titán klimatikus viszonyait modellező kutatók most egy kényelmes eszközt kapnak ezeknek a kulcsszereppel rendelkező tényezőknek a figyelembe vételéhez. Emiatt a csoport a térkép publikálásával - melynek adatai közül a legfrissebbek 2012-ből származnak - nem is várta meg a Cassini-küldetés 2017-es befejezését, bár akkor vélhetőleg célszerű lesz újraértékelni az egészet a majdan rendelkezésre álló, a jelenlegi űrök némelyikét nagy valószínűséggel kitöltő mérések felhasználásával.

Az eredményeket részletező szakcikk az Icarus c. folyóiratban fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.05.15.