Кредит: Pixabay/CC0 Общественное достояние
Новое исследование данных радиолокационного эксперимента, полученных в ходе миссии «Кассини-Гюйгенс» к Сатурну, дало новые сведения о составе и активности жидких углеводородных морей вблизи северного полюса Титана, крупнейшего из 146 известных спутников Сатурна.
Используя данные нескольких экспериментов с бистатическими радарами, исследовательская группа под руководством Корнелльского университета смогла отдельно проанализировать и оценить состав и шероховатость морских поверхностей Титана, чего не удалось достичь предыдущим анализам данных моностатических радаров. Это поможет проложить путь для будущих комбинированных исследований природы морей Титана с использованием данных Кассини.
Валерио Поджиали, научный сотрудник Корнелльского университета, является ведущим автором статьи «Свойства поверхности морей Титана, выявленные в ходе экспериментов с бистатическим радаром миссии «Кассини»», опубликованной 16 июля в журнале Nature Communications.
Эксперимент с бистатическим радаром включает в себя наведение радиолуча с космического корабля на цель — в данном случае Титан — где он отражается в сторону приемной антенны на Земле. Это поверхностное отражение поляризовано — это означает, что оно предоставляет информацию, собранную с двух независимых точек зрения, в отличие от той, которая предоставляется данными моностатического радара, где отраженный сигнал возвращается на космический корабль.
«Главное отличие, — сказал Поджиали, — заключается в том, что бистатическая информация представляет собой более полный набор данных и чувствительна как к составу отражающей поверхности, так и к ее шероховатости».
Текущая работа использовала четыре бистатических радиолокационных наблюдения, собранных Кассини во время четырех пролетов в 2014 году — 17 мая, 18 июня, 24 октября и в 2016 году — 14 ноября. Для каждого из них поверхностные отражения наблюдались, когда космический аппарат приближался к своему наибольшему сближению с Титаном (вход), и снова, когда он удалялся (выход). Команда проанализировала данные выходных наблюдений трех крупных полярных морей Титана: Кракенского моря, Лигейского моря и Пунга моря.
Их анализ выявил различия в составе поверхностных слоев углеводородных морей в зависимости от широты и местоположения (например, вблизи рек и эстуариев). В частности, самая южная часть моря Кракена показывает самую высокую диэлектрическую проницаемость — меру способности материала отражать радиосигнал. Например, вода на Земле очень отражающая, с диэлектрической проницаемостью около 80; этановые и метановые моря Титана имеют диэлектрическую проницаемость около 1,7.
Исследователи также определили, что все три моря были в основном спокойными во время пролетов, с поверхностными волнами не более 3,3 мм. Немного более высокий уровень шероховатости — до 5,2 мм — был обнаружен вблизи прибрежных районов, эстуариев и межбассейновых проливов, что может быть признаком приливных течений.
«У нас также есть признаки того, что реки, питающие моря, состоят из чистого метана, — сказал Поджиали, — пока они не впадают в открытые жидкие моря, которые более богаты этаном. Это как на Земле, когда пресноводные реки впадают в соленую воду океанов и смешиваются с ней».
«Это прекрасно согласуется с метеорологическими моделями Титана», — сказал соавтор и профессор астрономии Филип Николсон, — «которые предсказывают, что «дождь», падающий с его неба, скорее всего, будет представлять собой почти чистый метан, но со следовыми количествами этана и других углеводородов».
Поджиали сказал, что уже ведется дополнительная работа над данными, которые Cassini собрал за 13 лет изучения Титана. «Есть кладезь данных, которые все еще ждут полного анализа способами, которые должны принести больше открытий», — сказал он. «Это только первый шаг».
В работе также приняли участие специалисты из Болонского университета, Парижской обсерватории, Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL), Калифорнийского технологического института и Массачусетского технологического института.
Информация от: Корнелльским университетом
