Dane pozyskane przez sondą Cassini pomagają poznać morza Tytana, księżyca Satruna
Nowa analiza danych eksperymentu radarowego z misji Cassini do Saturna pozwoliła astronom lepiej poznać skład i aktywność płynnych mórz węglowodorowych w pobliżu północnego bieguna Tytana, największego ze 146 znanych księżyców Saturna.
Dane z sondy Cassini
.Wykorzystując dane z kilku eksperymentów radarowych, naukowcy z Cornell University przeanalizowali i oszacowali skład i gęstość powierzchni morza Tytana, czego nie były w stanie osiągnąć poprzednie badania. Pomoże to jeszcze lepiej poznać naturę zbiorników księżyce przy użyciu innych danych z Cassini. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
Eksperyment z radarem bistatycznym (składa się z miejsc nadajnika i odbiornika umieszczonych oddzielnie – w znacznej odległości) polegał na skierowaniu wiązki radiowej ze statku kosmicznego na cel – w tym przypadku na Tytana, gdzie była ona odbijana w kierunku anteny odbiorczej na Ziemi. Odbicie od powierzchni było spolaryzowane, co oznacza, że dostarczyło informacji zebranych z dwóch niezależnych perspektyw, w przeciwieństwie do monostatycznych danych radarowych, w których odbity sygnał powraca do statku kosmicznego.
„Główną różnicą jest to, że informacje bistatyczne są bardziej kompletnym zbiorem danych i są wrażliwe zarówno na skład powierzchni odbijającej, jak i jej strukturę” – mówi Valerio Poggiali z Cornell University.
Morza Tytana
.W badaniu wykorzystano cztery bistatyczne obserwacje radarowe, zebrane przez Cassini podczas czterech przelotów w 2014 roku – 17 maja, 18 czerwca i 24 października oraz w 2016 roku – 14 listopada. Dla każdego z nich obserwowano odbicia powierzchni, gdy statek kosmiczny zbliżał się do Tytana (wejście) i ponownie, gdy się oddalał (wyjście). Astronomowie przeanalizowali dane z obserwacji trzech dużych mórz polarnych Tytana: Kraken Mare, Ligeia Mare i Punga Mare.
Ich analiza wykazała różnice w składzie warstw powierzchniowych mórz węglowodorowych, w zależności od szerokości geograficznej i lokalizacji (na przykład w pobliżu rzek i ich ujść). W szczególności najbardziej wysunięta na południe część Kraken Mare wykazuje najwyższą stałą dielektryczną – miarę zdolności materiału do odbijania sygnału radiowego. Na przykład woda na Ziemi jest bardzo odblaskowa – ze stałą dielektryczną około 80; morza etanu i metanu na Tytanie mierzą około 1,7.
Naukowcy ustalili również, że wszystkie trzy zbiorniki były w większości spokojne w czasie przelotów, z falami powierzchniowymi nie większymi niż 3,3 milimetra. Nieco wyższy poziom chropowatości (cecha powierzchni ciała, oznacza rozpoznawalne optyczne lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, niewynikające z jej kształtu,) – do 5,2 mm – wykryto w pobliżu obszarów przybrzeżnych, ujść rzek i cieśnin międzybasenowych, co może wskazywać na prądy pływowe.
„Mamy również oznaki, że rzeki zasilające morza to czysty metan. Dopóki nie wpłyną do otwartych płynnych mórz, które są bardziej bogate w etan. To tak jak na Ziemi, kiedy słodkowodne rzeki wpływają do oceanów i mieszają się z ich słoną wodą” – podsumowuje Poggiali.
Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy
.Członek Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Pod koniec swojego życia gwiazda wykonuje gwałtowne oscylacje. W skali setek lub tysięcy lat doznaje gwałtownych rozprężeń, staje się wyraźnie większa i chłodniejsza, a następnie się kurczy. Jej powierzchniowe obszary są przyciągane zbyt słabo i „odlatują” od niej. Rozpad następuje warstwowo. Trwa to przez tysiące lat. Jedyne, co pozostaje, to jądro, biały karzeł złożony z węgla i tlenu, otoczony przez gaz, który powstaje w procesie odpadania warstw”.
„Mniejsze gwiazdy kończą swój żywot na etapie spalania węgla i tlenu. Gwiazdy masywniejsze są tak ciężkie, że w pozostających z nich białych karłach dochodzi do takiego wzrostu temperatury, że nawet tlen i węgiel spalają się i przechodzą w kolejne pierwiastki. Gwiazda staje się czerwonym nadolbrzymem. Na samym końcu tego procesu, bezpośrednio przed eksplozją supernowej, w jej jądrze pojawia się żelazo. Od tego momentu gwiazda nie może generować więcej energii. Po raz kolejny dochodzi do stanu krytycznego w jej życiu – zaczyna się rozpadać”.
„W pewnym momencie w jądrze robi się tak gęsto, że nawet elektrony pełzające wokół atomów żelaza nie mogą już dłużej tego robić. Zaczyna się proces neutronizacji materii. Elektrony wnikają w jądro atomów i zamieniają protony w neutrony. Żelazo zostaje zniszczone – powstaje gwiazda neutronowa”.
„Jądro gwiazdy neutronowej kurczy się i jednocześnie staje się sprężyste. Odbija się od zewnętrznej materii gwiazdy jak piłka. Powoduje to powstanie dużej fali uderzeniowej. Napór materii z zewnątrz jest tak duży, że powoduje zatrzymanie fali uderzeniowej w miejscu, w wyniku czego gwiazda zaczyna się niebywale rozgrzewać. Wskutek tego wybuchowego, deflagracyjnego spalania się powstaje duża część układu okresowego pierwiastków. Materia po śmierci gwiazdy, składająca się z pierwiastków ciężkich, może zasilić nowo powstające gwiazdy i planety”.
„Pierwiastki, z których się składamy, na przykład węgiel, azot i tlen, powstają dzięki śmierci mało masywnych gwiazd, jak nasze Słońce. W wyniku eksplozji supernowej powstaje tlen. Nasze ukochane złoto i srebro są efektem procesu jeszcze rzadszego – „zlania się” dwóch gwiazd neutronowych. Każdy atom węgla, tlenu i azotu w naszym ciele – kiedyś był obecny we wnętrzu gwiazdy. Bez nich nie moglibyśmy zaistnieć. Nasze życie powstało za sprawą gwiazd” – pisze Piotr KOŁACZEK-SZYMAŃSKI w tekście „Z gwiazd powstaliśmy, w gwiazdy się obrócimy„.
Oprac. EG
