Bu kompozit görüntü, NASA’nın Cassini uzay aracının 13 Kasım 2015’te görevin “T-114” uçuşu sırasında elde ettiği Satürn’ün uydusu Titan’ın kızılötesi görüntüsünü gösteriyor. Cassini’nin radar verilerini kullanarak Titan’ın denizleri üzerinde yapılan yeni araştırma, çeşitli yüzey bileşimlerini ve hafif pürüzlülük farklılıklarını gösteriyor ve Satürn’ün uydusundaki karmaşık çevresel etkileşimleri vurguluyor. Kaynak: NASA
Cornell Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bistatik radar verilerini kullandılar CassiniTitan’ın hidrokarbon denizlerinin yüzey özelliklerini analiz etmek için yaptığı uçuşlar. Çalışma, yüzey pürüzlülüğü ve bileşimindeki değişiklikleri belirleyerek, iş başında çeşitli jeolojik ve meteorolojik süreçler olduğunu öne sürüyor.
Cassini-Huygens görevinden alınan radar deneyi verilerine ilişkin yeni bir çalışma Satürn Satürn’ün bilinen 146 uydusunun en büyüğü olan Titan’ın kuzey kutbu yakınlarındaki sıvı hidrokarbon denizlerinin yapısı ve aktivitesiyle ilgili yeni bilgiler elde edildi.
Önemli çıkarım: Cornell Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, birkaç bistatik radar deneyinden gelen verileri kullanarak Titan’ın deniz yüzeylerinin bileşimini ve pürüzlülüğünü ayrı ayrı analiz edip tahmin edebildi; bu, monostatik radar verilerinin önceki analizlerinin başaramadığı bir şeydi. Bu, Cassini verilerini kullanarak Titan’ın denizlerinin doğasının gelecekteki birleşik incelemelerinin önünü açmaya yardımcı olacaktır.
Cornell Üniversitesi’nde araştırma görevlisi olan Valerio Poggiali, 16 Temmuz’da yayımlanan “Cassini Misyonu Bistatik Radar Deneyleri Tarafından Ortaya Çıkarılan Titan Denizlerinin Yüzey Özellikleri” adlı makalenin baş yazarıdır. Doğa İletişimleri.
Sanatçının, uzay aracının Satürn ile halkaları arasında defalarca dalış yaptıktan sonra gezegenin atmosferine bilerek çarptığı 2017 “büyük finali” sırasında NASA’nın Cassini’sini tasviri. Kaynak: NASA/JPL-Caltech
Bistatik Radar Deneyleri
Bistatik bir radar deneyi, uzay aracından hedefe (bu durumda Titan) bir radyo ışını yöneltmeyi içerir ve burada Dünya’daki alıcı antene doğru yansıtılır. Bu yüzey yansıması polarizedir – yani, yansıyan sinyalin uzay aracına geri döndüğü monostatik radar verilerinin sağladığının aksine, iki bağımsız bakış açısından toplanan bilgileri sağlar.
Poggiali, “Asıl fark, bistatik bilginin daha eksiksiz bir veri seti olması ve hem yansıtıcı yüzeyin bileşimine hem de pürüzlülüğüne duyarlı olmasıdır” dedi.
Titan’ın Kutup Denizlerinden Bulgular
Mevcut çalışma, Cassini’nin 2014’te dört yakın geçiş sırasında topladığı dört bistatik radar gözlemini kullandı – 17 Mayıs, 18 Haziran, 24 Ekim ve 2016’da – 14 Kasım. Her biri için, uzay aracı Titan’a en yakın yaklaştığında (giriş) ve tekrar uzaklaştığında (çıkış) yüzey yansımaları gözlemlendi. Ekip, Titan’ın üç büyük kutup denizinin çıkış gözlemlerinden verileri analiz etti: Kraken Mare, Ligeia Mare ve Punga Mare.
Burada NASA’nın Cassini uzay aracı tarafından elde edilen verilerde gösterilen Ligeia Mare, Satürn’ün uydusu Titan’daki bilinen ikinci en büyük sıvı kütlesidir. Etan ve metan gibi sıvı hidrokarbonlarla doludur ve Titan’ın kuzey kutup bölgesini süsleyen birçok deniz ve gölden biridir. Kaynaklar: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
Yüzey Kompozisyonu ve Dinamikleri
Analizleri, hidrokarbon denizlerinin yüzey katmanlarının bileşiminde enlem ve konuma (örneğin nehirlerin ve haliçlerin yakınında) bağlı olarak farklılıklar buldu. Özellikle, Kraken Mare’nin en güney kısmı en yüksek dielektrik sabitini gösteriyor – bir malzemenin bir radyo sinyalini yansıtma yeteneğinin bir ölçüsü. Örneğin, Dünya’daki su çok yansıtıcıdır ve dielektrik sabiti yaklaşık 80’dir; Titan’ın etan ve metan denizleri yaklaşık 1,7’dir.
Araştırmacılar ayrıca, üç denizin de uçuş sırasında çoğunlukla sakin olduğunu ve yüzey dalgalarının 3,3 milimetreden büyük olmadığını tespit ettiler. Kıyı bölgeleri, haliçler ve havzalar arası boğazların yakınında, gelgit akıntılarının olası göstergeleri olan, biraz daha yüksek bir pürüz seviyesi -5,2 mm’ye kadar- tespit edildi.
Merkür gezegeninden daha büyük olan devasa uydu Titan, Satürn’ün yörüngesinde dönerken burada görülüyor. Titan’ın altında Satürn’ün halkalarının oluşturduğu gölgeler var. Bu doğal renkli görüntü, NASA’nın Cassini uzay aracının 6 Mayıs 2012’de çektiği altı görüntünün birleştirilmesiyle oluşturuldu. Kaynak: NASA/JPL-Caltech/Uzay Bilimi Enstitüsü
Sonuçlar ve Gelecekteki Araştırmalar
Poggiali, “Denizleri besleyen nehirlerin saf metan olduğuna dair de belirtiler var,” dedi, “daha fazla etan açısından zengin olan açık sıvı denizlere akana kadar. Tıpkı Dünya’da olduğu gibi, tatlı su nehirleri okyanusların tuzlu suyuna akıyor ve onunla karışıyor.”
Ortak yazar ve astronomi profesörü Philip Nicholson, “Bu, Titan’a ait meteorolojik modellerle gayet iyi uyuşuyor,” dedi. “Bu modeller, gökyüzünden düşen ‘yağmurun’ büyük ihtimalle saf metan olacağını, ancak eser miktarda etan ve diğer hidrokarbonlar içereceğini öngörüyor.”
Poggiali, Cassini’nin Titan’ı 13 yıl boyunca incelemesi sırasında ürettiği veriler üzerinde daha fazla çalışmanın halihazırda devam ettiğini söyledi. “Daha fazla keşif üretebilecek şekillerde tam olarak analiz edilmeyi bekleyen bir veri madeni var,” dedi. “Bu sadece ilk adım.”
Referans: “Cassini görevi bistatik radar deneyleriyle ortaya çıkarılan Titan denizlerinin yüzey özellikleri” Valerio Poggiali, Giancorrado Brighi, Alexander G. Hayes, Phil D. Nicholson, Shannon MacKenzie, Daniel E. Lalich, Léa E. Bonnefoy, Kamal Oudrhiri, Ralph D. Lorenz, Jason M. Soderblom, Paolo Tortora ve Marco Zannoni, 16 Temmuz 2024 Doğa İletişimleri.
DOI: 10.1038/s41467-024-49837-2
Bu çalışmaya katkıda bulunan diğer kişiler arasında Bologna Üniversitesi, Paris Gözlemevi ve NASAJet Tahrik Laboratuvarı (JPL); California Teknoloji Enstitüsü ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü.
Bu araştırmaya destek NASA ve İtalyan Uzay Ajansı’ndan geldi.