Ученые составили первую карту поверхности Титана


Как получить карту?

Непосредственно на кассе в сети магазинов «Титан». Карта платная, вступительный взнос – 45 рублей (стоимость может быть изменена, так, на момент начала действия бонусной программы карта стоила 100 рублей, а при открытии новых магазинов выдавалась бесплатно).
Одна карточка может принадлежать только одному владельцу. То есть при оформлении дополнительного носителя магазин может отменить действие всех предыдущих и аннулировать накопленные на них бонусы.

До момента активации клиент может только накапливать баллы, но не тратить.

Если участник программы лояльности не проявляет активности в течение 12 месяцев и более, компания оставляет за собой право приостановки его участия (карта блокируется).

Космический зонд НАСА «Пионер-11» пролетел мимо Титана в 1979 году, и тогда было сделано заключение о том, что он слишком холодный для жизни. Затем в 1980-м и в 1981 году в его окрестностях побывали «Вояджер 1» и «Вояджер 2» Несмотря на дымку в а сумели взглянуть на его поверхность и заметили нечто похожее на дающие отблеск озера. Но поскольку температура поверхности на Титане минус 180 градусов, это не могла быть вода. Оставался только один вариант — углеводороды, такие как метан и этан. Ученые НАСА считают, что твердый метан входил в первоначальный состав Титана, и вышел на поверхность либо в результате вулканической активности, либо от столкновения. Подобно круговороту воды на Земле, метан испаряется в атмосферу, где солнечный свет преобразует его в более сложные углеводороды, такие как этан. На первый взгляд, испарившиеся углеводороды могли даже создать на Титане огромный океан. Среди ученых это открытие вызвало более спокойные дебаты о том, может ли существовать жизнь в мире жидких углеводородов. «На третьем месяце моей карьеры после выпуска из вуза „Вояджер 1“ пролетел мимо Титана, — говорит Джонатан Лунин (Jonathan Lunine) из Корнельского университета. — Углеводородная жизнь на Титане, если она существует, так сильно отличается от биохимического состава воды, что сразу становится понятно — она возникла самостоятельно и независимо от земной. Ну разве можно не испытывать страсть, исследуя этот загадочный мир?» В 1995 году он вместе с Маккеем написал статью для журнала Astrophysics and Space Science Proceedings, в которой рассказал, как предшествовавшие жизни химические процессы на Земле выглядят в сравнении с Титаном. Оба ученых участвовали в подготовке очередного полета НАСА к Титану. На сей раз планировалось отправить спускаемый аппарат — на самое большое расстояние в нашей Солнечной системе. Запуск «Кассини» на Сатурн был запланирован на 1997 год. Прибыть на орбиту этой окольцованной планеты он должен был 1 июля 2004 года. К «Кассини» прикрепили зонд, который должен был отстыковаться на шестом месяце орбитального полета. Его назвали в честь Гюйгенса. Размером он был с небольшой автомобиль, а по форме напоминал летающую тарелку. Зонд должен был совершить посадку на поверхности углеводородного моря и проанализировать его состав. За пару месяцев до отстыковки «Гюйгенса» от «Кассини», которая была запланирована на Рождество, в издании Current Opinion in Chemical Biology была опубликована важная работа, которая вызвала ажиотаж по поводу того, что может найти зонд. Известный химик Стивен Беннер (Steven Benner), ныне работающий в Вестхаймеровском институте науки и техники во Флориде, утверждал, что хотя полярный характер воды помогает молекулам растворяться и складываться в том виде, который подходит для жизни на Земле, это не строгое и непреложное требование для возникновения и существования жизни. Жидкостям просто приходится давать молекулам возможность вступать в реакцию друг с другом. Но это также возможно с метаном и этаном. «Я думаю, нам важно рассмотреть все жидкости, — сказал Беннер. — На Титане особенно, потому что его моря и реки содержат углеводороды, которые могут использоваться для обеспечения существования примитивных клеток и примитивного обмена веществ». Эта работа самым коренным образом изменила характер дискуссии о метане как об альтернативной жидкости для жизни. «Если раньше это была болтовня за чашкой кофе, то теперь началась серьезная работа», — говорит Маккей. Спустя два месяца «Гюйгенс» опустился на парашюте на Титан, пройдя сквозь плотные оранжевые облака, и преподнес большой сюрприз. Он не нырнул в метановый океан. Он с брызгами шлепнулся в метановую грязь. Что же случилось с мерцающими озерами и океанами, которые увидел «Вояджер»?

Поскольку срок действия батарей у «Гюйгенса» был ограничен, он передавал данные с Титана всего 90 минут. Прошло еще несколько месяцев, прежде чем «Кассини» заметил первое озеро, и вскоре стало ясно, что озера и моря на Титане есть, однако все они сосредоточены на полюсах. Это была неудача, но в 2009 году команда исследователей из НАСА начала готовить следующий полет, посвященный внеземной океанографии. Это будет недорогой спускаемый аппарат с названием Titan Mare Explorer (TiME) (Исследователь морей Титана). Нацелится он на море Лигеи — второе по величине море этой планеты в северном полушарии. Если запуск будет осуществлен в 2020 году, аппарат прибудет на Титан в 2023 году, то есть, за два года до того, как орбита этого спутника Сатурна сделает полярный регион недоступным для прямой связи с Землей. После этого космический аппарат не сможет напрямую говорить с Землей вплоть до 2040 года. Но средств у НАСА оказалось мало, и TiME проиграл в соперничестве с марсианской программой. Однако Маккей говорит, что у TiME еще есть шанс получить финансирование до того, как закроется окно запуска. Другая команда во главе с астробиологом Натали Кэброл (Nathalie Cabrol) из Центра Эймса совместно с Институтом поиска внеземного разума SETI занимается испытаниями и проверками той техники и технологий, которые могут понадобиться спускаемому аппарату после посадки на Титан. На протяжении последних трех лет их посадочный модуль по исследованию внеземных морей Planetary Lake Lander плавает по чилийскому горному озеру Лагуна-Негра в центральных Андах. Конечно, это не углеводородное озеро, но оно находится возле ледника Эчауррен и является идеальным местом для проверки робота, который должен реагировать как на резкие, так и на малозаметные изменения в окружающей среде. Так или иначе, но спускаемый на Титан аппарат должен действовать в основном автономно. Если Марс гораздо ближе Титана, и у него на орбите есть несколько космических аппаратов, помогающих передавать данные, то на Титане все иначе, и «мы не сможем посылать оттуда такое же количество данных», говорит физик Ральф Лоренц (Ralph Lorenz), работающий в Университете Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, и участвующий в проекте TiME. Одна из задач разработчиков спускаемого аппарата заключается в создании бортовых систем, которые должны заниматься отбором научных данных для их отправки на Землю, отмечает он. В ожидании следующего полета на Титан Лунин и Маккей пытаются воссоздать кусочек Титана в своих лабораториях, занимаясь этим уже более десяти лет. «Жизнь это построение структур, улавливание и использование энергии, а также хранение и передача информации, необходимой для синтеза молекул, которые делают все эти вещи, — говорит Лунин. — Если мы сумеем доказать наличие на Титане молекул, создающих структуры и улавливающих энергию, то мы сможем делать некоторые конкретные прогнозы о том, что нам надо искать, когда мы вернемся, наконец, на поверхность Титана, вооруженные приборами нового поколения, превосходящими оборудование „Гюйгенса“». Несмотря на утверждения о том, что озера Титана слишком холодные для появления и развития там жизни, Лунин и Маккей непоколебимы. «Люди говорят: „Бросьте вы это, в неполярной жидкости при таких температурах ничто не может раствориться“, — рассказывает Маккей. — Но проверить это можно только экспериментальным путем». В ходе последних экспериментов в рамках пятилетней программы НАСА коллектив Маккея исследует, мог ли сформироваться на Титане «первичный бульон» — раствор из сложных молекул, на основе которого может появиться простая жизнь. Результаты первого года исследований появились совсем недавно, и они были дополнены последними данными, полученными с «Кассини», которые опубликовали в декабре 2013 года. Приборы «Кассини» показали, что в атмосфере Титана содержатся газообразные органические молекулы с высоким содержанием азота, а также оранжевая дымка, состоящая из твердых органических частиц толинов, которые постепенно опускаются на поверхность и попадают в моря и озера Титана.

Но растворяются ли толины в жидкости, делая шаг к эволюции первичного бульона? Задавшись целью искусственно вырастить толин, ученые создали газовую смесь, на 90% состоящую из азота и на 10% из метана, а затем в течение нескольких недель облучали ее искусственным солнечным светом. Появившийся в результате коричневый туман обладал оптическими свойствами, соответствующими тем, которые «Кассини» увидел на Титане. Затем ученые растворили лабораторный толин в углеводородах того типа, которые, на их взгляд, заполняют озера Титана. Сначала они смешали несколько сотен миллиграммов толина со 100 миллиграммами углеводорода изопентана, который из того же семейства, что метан и этан. При комнатной температуре он находится в жидком состоянии. Когда толин растворился, исследователи охладили смесь до температуры Титана, разбавив ее жидким этаном. Некоторые составные элементы толина остались в растворе. «Это говорит о том, что твердые органические вещества из атмосферы действительно могут растворяться на поверхности, создавая предпосылки для возникновения жизни, — отмечает Маккей. — По этому вопросу было больше всего критики, и вот мы нашли ответ. Мы не доказали, что жизнь там возможна, но мы показали, что возможен некий раствор». Последние данные с «Кассини» придают больше веса идее о том, что эксперименты Маккея действительно являются отражением происходящего на поверхности Титана. «Новые наблюдения показывают, что испаряющиеся озера и реки Титана оставляют после себя осадок», — рассказывает Маккей. Это значит, что жидкость в озерах не является абсолютно чистой, что это должен быть раствор. Параллельно экспериментам Маккея с моделированием озер Титана Лунин проводит свои опыты, исследуя солнечный свет. Один из доводов критиков против попыток найти жизнь на Титане заключается в том, что там исключительно низкие температуры. Они достигают −180°C, а это на 90 градусов холоднее самой низкой температуры, зафиксированной в Антарктиде. Это снижает растворяемость химических веществ и замедляет химические реакции. «Кое-кто утверждает, что там слишком низкие температуры, при которых химические реакции не могут происходить со скоростью, позволяющей возникнуть жизни, — отмечает Лунин. — Но сама жизнь основана не на зависящих от температур химических реакциях, она основана на энергии, которую дает солнечный свет за счет фотосинтеза. Поэтому мы изучаем, не может ли нечто подобное происходить на Титане». Хотя количество солнечного света на поверхности Титана в тысячу раз меньше, чем на нашей планете, его достаточно для некоторых биологических процессов, говорит Лунин. Задача состоит в том, чтобы определить, могут ли какие-то молекулы Титана выполнять ту функцию, которую в растениях выполняет хлорофилл, улавливающий световую энергию, необходимую для химических реакций. Есть одна молекула, подающая надежды, говорит Лунин. Это полимер одного из самых многочисленных продуктов химического состава атмосферы Титана, называемого ацетилен. Сейчас ученые пытаются выяснить, может ли эта энергия передаваться другим молекулам, чтобы вызывать химические реакции, примерно аналогичные фотосинтезу. Эксперименты Маккея и Лунина вызывают неоднозначную реакцию в научных кругах, хотя оба исследователя надеются, что теперь все больше ученых будет отказываться от своей мантры «вода, вода, вода». Но убедить им удалось далеко не всех. «Как мне кажется, шансы на существование жизни на Титане очень невелики. Они еще меньше сейчас, когда мы знаем, как организовать эксперимент, результаты которого на данную тему мы можем толковать с уверенностью и определенностью», — говорит планетолог Кэролин Порко (Carolyn Porco), отвечающая за обработку изображений с «Кассини». Однако мы открываем все новые планеты за пределами Солнечной системы. И возможно, говорит Каргел из Университета Аризоны, что там существует множество поясов Златовласки, где на поверхности планет или в атмосфере есть различные стабильные жидкости. «Где-то там есть неоновая луна, где-то море спирта, где-то океан из расплавленной магмы и кремнесодержащая атмосфера, поливающая планету дождем из расплавленных пород. Какие из этих жидкостей могут обеспечить развитие жизни? Мы этого точно не знаем», — заявляет Каргел.

Ведущий научный специалист НАСА Эллен Стофан (Ellen Stofan) утверждает, что поиски воды, исследование Марса, Европы и Энцелада это только первый шаг. «Но все равно имеет смысл раздвинуть горизонты и спросить, могут ли другие жидкости способствовать возникновению жизни», — говорит она. Как считает Стофан, по логике вещей следующим объектом должны стать моря на Титане. Сейчас, когда роботы становятся все более совершенными, Лунин и Маккей надеются, что НАСА скоро все же примет решение отправить зонд для изучения морей Титана. «На мой взгляд, мы знаем достаточно для того, чтобы отправить в моря Титана масс-спектрометр. Миссия „Кассини“ в 2017 году закончится, и мы уже знаем, что Энцелад и Титан это очень интересные места для изучения. А поэтому я надеюсь, что мы не будем еще двадцать лет жить в ожидании такого полета», — говорит Маккей. Есть и другая причина для полета на Титан с целью его изучения, отмечает Майк Маласка. Кроме углеводородов на поверхности, глубоко под замерзшей коркой Титана существует подповерхностный океан жидкой воды. «Если сложные органические молекулы пробрались с поверхности в океанские глубины, то мы имеем смесь воды и таких сложных органических молекул. А это создает самые разные и очень интересные возможности», — утверждает он. Надеясь на будущий полет на Титан, Лунин и Маккей продолжают лабораторные работы над своими странными химическими составами на углеводородной основе. «Наука —дело трудное, она требует много времени, и в ней много тупиков, — говорит Лунин. — Чтобы все сделать правильно, надо больше времени, чем отведено любому из нас». Но Маккей добавляет: «А чем еще заниматься? Смотреть телевизор?»

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Как активировать карту?

Чтобы получить возможность использования накопленных бонусов, держателю карты необходимо пройти процедуру активации:

  • Обратиться к представителю магазина за анкетой участника программы лояльности «Счастье есть!».
  • Заполнить её (указать персональные данные и номер телефона).
  • Передать подписанную анкету представителю магазина, подтвердив тем самым согласие с правилами программы.

Или:

  • Посетите официальный сайт программы «Счастье есть!».
  • Укажите номер карты и пин-код в соответствующие поля формы (PIN-код нанесён на обратной стороне карточки).
  • Следуйте дальнейшим подсказкам сервиса.

Или:

  • Позвоните по номеру (многоканальный контактный центр для участников программы лояльности).
  • Ответьте на вопросы оператора.

Или:

  • Откройте приложение Viber и отсканируйте QR-код ниже (ссылка viber://pa?chatURI=titanbot).
  • Воспользуйтесь меню подключённого чат-бота.

Как накопить баллы?

Чтобы получить начисление бонусов клиент должен предъявить карту до момента совершения покупки (пока чек ещё не закрыт кассиром).

В качестве альтернативы физическому носителю можно использовать мобильное приложение Stocard, с которым сотрудничает сеть «Титан». В этом случае клиент может показать виртуальную карту со своего смартфона (в приложение можно добавить только данные ранее полученной карточки, выпустить виртуальную нельзя).

Стандартное начисление баллов – 2% с любых покупок.

В ряде случаев может применяться повышенный возврат бонусными рублями, например, в рамках периодических акций.

Если покупка совершена с использованием (списанием) бонусов, то сумма балов к начислению будет рассчитываться с той части чека, которая оплачена собственными денежными средствами.

Бонусные рубли сгорают через 6 месяцев после получения.

На отдельные товары в чеке бонусы могут не начисляться, например, при покупке:

  • Табака или табачных изделий;
  • Товаров, оформленных как «Лучшая цена»;
  • Участвующих в специальных акциях.

Ученые составили первую карту поверхности Титана

Титан – это крупнейший спутник Сатурна. С помощью зонда «Кассини» составлена первая карта этого небесного тела. Оказывается, что оно имеет очень много общего с Землей.

Зонд обнаружил, что под толстым слоем облаков на Титане происходят геологические процессы, аналогичные земным. Здесь так же текут реки, которые впадают в моря. Жидкость испаряется с образованием облаков. Из них выпадают осадки. Кроме Земли, Титан является вторым телом в Солнечной системе, где происходит круговорот жидкости. Однако жидкость эта – не вода, а углеводороды. Из-за низкой температуры вода постоянно находится в твердом состоянии, а углеводороды – в жидком.

Ученые утверждают, что многие детали рельефа Титана образовываются под воздействием тех же процессов, что и на Земле. Наблюдать за Титаном сложно: он имеет плотную атмосферу из метана и азота. Для современных оптических приборов она непрозрачна.

Планетологи, работающие в лаборатории реактивного движения в Национальном американском космическом агентстве применили для исследования поверхности Титана возможности инфракрасной спектрометрии. Они проанализировали данные, полученные межпланетной станцией «Кассини». Станция как раз имеет аппаратуру, позволяющую зондировать поверхность небесного тела. После анализа информации удалось составить карту поверхности спутника Титана.

В период между 2004 – 2020 г. межпланетная станция сделала в общем итоге более 120 пролетов вокруг спутника. Применялись данные оптических съемок. Результаты исследований были опубликованы в научном журнале Nature Astronomy. Ученые обнаружили на нем:

  • равнины;
  • озера;
  • возвышенные области;
  • дюны;
  • кратеры;
  • области с фрагментами тектонического разлома;
  • лабиринты (или речные каналы).

Интересно: Ученые поняли, как некоторые рыбы при жизни меняют пол

Возможно, их больше, однако из-за интенсивных процессов эрозии они были сглажены. У полюсов же находится много метановых морей и озер.

Карта поможет ученым в дальнейшем изучении строения и особенностей этого необыкновенно интересного спутника. Опыт составления карты спутника Сатурна полезен тем, что ученые смогут так же составить описание поверхности астероидов. Результаты полученных исследований могут применяться для исследования Солнечной системы, природы астероидов и прочих объектов.

Не исключено, что Титан может быть перспективным для колонизации. Такое мнение в 2020 г. высказали американские ученые Д. Тиммер, А. Хендрикс. Они считают, что человек может выжить на этом спутнике благодаря одежде, сохраняющей тепло и кислородной маске. Впрочем, это пока что на грани фантастики.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Анималов kipmu.ru

Научный консультант редакции сайта «Как и Почему». Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ № ФС 77 – 76533. Издание «Как и почему» kipmu.ru входит в список социально значимых ресурсов РФ.

Как потратить бонусы?

Накопленными баллами участник программы лояльности не может оплатить или компенсировать частично при покупке:

  • Любую алкогольную продукцию (в том числе пива);
  • Любую табачную продукцию.

Для всех остальных товаров в чеке можно компенсировать до 100% стоимости.

При этом держатель должен уведомить кассира о намерении списания бонусных рублей при передаче карточки.

Использовать виртуальную карточку из приложения Stocard для списания бонусов не получится.

Титан (спутник)

Слоистое строение а, 2004 год. Изображение раскрашено в естественные цвета
Титан состоит примерно наполовину из водяного льда и наполовину — из скальных пород[25]. По составу Титан схож с некоторыми другими крупными спутниками газовых планет: Ганимедом, Европой, Каллисто, Тритоном, но сильно отличается от них составом и структурой своей атмосферы.

Атмосфера

Основная статья: Атмосфера Титана

При сопоставимых размерах с Меркурием и Ганимедом, Титан обладает обширной атмосферой, толщиной более 400 км.[26][27] По современным оценкам атмосфера Титана состоит на 95 % из азота и оказывает давление на поверхность в 1,5 раза больше, чем атмосфера Земли.[28][29]. Наличие метана в атмосфере приводит к процессам фотолиза в верхних слоях и образованию нескольких слоёв углеводородного «смога», из-за чего Титан является единственным спутником в Солнечной системе, поверхность которого невозможно наблюдать в оптическом диапазоне.

Происхождение атмосферы

Верхние слои атмосферы Титана и южный полюс Сатурна. «Кассини», 2005 год
Не существует единого мнения о происхождении атмосферы. Есть несколько различных версий, но к каждой из них имеются серьёзные контраргументы[30].

Так, по одной теории, атмосфера Титана изначально состояла из аммиака (NH3), затем началась дегазация спутника под действием ультрафиолетового солнечного излучения с длиной волны в основном ниже 260 нм[31][32]; это привело к тому, что аммиак стал разлагаться на атомарные азот и водород, которые соединялись в молекулы азота (N2) и водорода (H2). Более тяжёлый азот опускался вниз к поверхности, а более лёгкий водород улетучивался в космическое пространство, так как низкая гравитация Титана не способна удержать и привести к накоплению этого газа в атмосфере[32]. Однако, критики подобной теории замечают, что для подобного процесса необходимо, чтобы Титан формировался при относительно высокой температуре, при которой могло бы произойти разделение составляющих спутник веществ на каменистую сердцевину и замёрзший ледяной верхний слой. Однако наблюдения зонда «Кассини» указывают, что вещество Титана не столь чётко подразделяется на слои[30].

Согласно другой теории, азот мог сохраниться со времён формирования Титана, однако в этом случае в атмосфере должно также присутствовать и много изотопа аргона-36, который тоже входил в состав газов в протопланетном диске, из которого образовались планеты и спутники Солнечной системы. Однако наблюдения показали, что в атмосфере Титана очень мало этого изотопа[30].

В журнале Nature Geoscience 8 мая 2011 года была опубликована ещё одна теория, в которой предполагается, что атмосфера Титана образовалась благодаря интенсивной кометной бомбардировке около четырёх миллиардов лет назад. По мнению авторов идеи, азот образовывался из аммиака при соударении комет с поверхностью Титана; такая «авария» происходит на огромной скорости, и в месте удара резко повышается температура, а также создается очень большое давление. При таких условиях вполне возможно прохождение химической реакции. Для проверки своей теории авторы при помощи лазерных пушек обстреливали мишень из замороженного аммиака снарядами из золота, платины и меди. Этот опыт показал, что при ударе действительно происходит разложение аммиака на водород и азот. Учёными было подсчитано, что в ходе интенсивной кометной бомбардировки Титана должно было образоваться около 300 квадриллионов тонн азота, чего, по их словам, вполне достаточно для формирования атмосферы Титана[30][33].

Современные оценки потерь атмосферы Титана по сравнению с её первоначальными характеристиками производятся на основании анализа соотношения изотопов азота 15N к 14N. По данным наблюдениям установлено, что это соотношение в 4—4,5 раза выше, чем на Земле. Следовательно, изначальная масса атмосферы Титана была примерно в 30 раз больше настоящей, так как из-за более слабой гравитации лёгкий изотоп азота 14N должен теряться быстрее под воздействием нагрева и ионизации излучением, а 15N накапливаться[34].

Структура

Сравнение атмосфер Титана и Земли
Граница атмосферы Титана находится примерно в 10 раз выше, чем на Земле[26][27]. Граница тропосферы располагается на высоте 35 км. До высоты 50 км простирается обширная тропопауза, где температура остаётся практически постоянной, а затем температура начинает расти. Минимальная температура около поверхности составляет −180 °C, при увеличении высоты температура постепенно повышается и на расстоянии 500 км от поверхности достигает −121 °C. Ионосфера Титана имеет более сложную структуру, чем земная, её основная часть располагается на высоте 1200 км. Неожиданностью стало существование на Титане второго, нижнего слоя ионосферы, лежащего между 40 и 140 км (максимум электропроводности на высоте 60 км)[26].

Состав атмосферы

Образование толинов — сложных органических молекул с большой молекулярной массой в верхней атмосфере Титана, на высоте ~1000 км[35][36]
Единственными телами в Солнечной системе с плотной атмосферой, состоящей в основном из азота, являются Земля и Титан (разрежёнными азотными атмосферами обладают также Тритон и Плутон). Атмосфера Титана состоит из азота на 98,4 %[5] и примерно на 1,6 % из аргона и метана, которые преобладают в основном в верхних слоях атмосферы, где их концентрация достигает 43 %. Имеются также следы этана, диацетилена, метилацетилена, цианоацетилена, ацетилена, пропана, углекислого газа, угарного газа, циана, гелия[5]. Практически отсутствует свободный кислород.

Так как Титан не обладает существенным магнитным полем, то его атмосфера, особенно верхние слои, сильно подвержена воздействию солнечного ветра. Кроме того, она также подвержена действию космического излучения и солнечному облучению, под воздействием которых, в частности, ультрафиолета, молекулы азота и метана разлагаются на ионы или углеводородные радикалы. Эти фрагменты, в свою очередь, образуют сложные органические соединения азота или соединения углерода, в том числе ароматические соединения (например, бензол)[37]. Также в верхних слоях атмосферы образуется полиин — полимер с сопряжённой тройной связью.

Органические соединения, включающие в себя атомы азота, придают поверхности Титана и атмосфере оранжевый цвет[38] (в частности, таков цвет неба, если смотреть с поверхности)[39]. Под воздействием Солнца весь метан был бы преобразован за 50 млн лет (очень небольшой срок по сравнению с возрастом Солнечной системы), однако этого не происходит. Это означает, что запасы метана в атмосфере постоянно пополняются[35]. Одним из возможных источников метана может быть вулканическая активность[8][40].

Климат

Основная статья: Климат Титана

Строение атмосферы Титана

Температура у поверхности Титана составляет в среднем −180 °C[41]. Из-за плотной и непрозрачной атмосферы[42] разница температуры между полюсами и экватором составляет всего 3 градуса. Такие низкие температуры и высокое давление противодействуют таянию водяного льда, вследствие чего в атмосфере практически нет воды.

В высоких слоях атмосферы содержится много метана; он должен был бы приводить к возникновению парникового эффекта и, как следствие, повышению температуры на спутнике. Однако оранжевый туман, состоящий из органических молекул, распространённый повсеместно в нижних слоях атмосферы, хорошо поглощает солнечное излучение и пропускает инфракрасное от поверхности, что приводит к антипарниковому эффекту и охлаждает поверхность примерно на 10 градусов[43].

Циркуляция атмосферных масс

Ветер у поверхности Титана обычно довольно слабый и составляет примерно 0,3 м/с[44], на небольших высотах направление ветра менялось. На высотах более 10 км в атмосфере Титана постоянно дуют довольно сильные ветры[45]. Их направление совпадает с направлением вращения спутника, а скорость растёт с высотой с нескольких метров в секунду на высоте 10—30 км до 30 м/с на высоте 50—60 км, что приводит к образованию дифференциального вращения[44]. На высотах более 120 км имеет место сильная турбулентность — её признаки были замечены ещё в 1980—1981 годах, когда через систему Сатурна пролетали космические аппараты «Вояджер». Однако неожиданностью стало то, что на высоте около 80 км в атмосфере Титана зарегистрирован штиль — сюда не проникают ни ветры, дующие ниже 60 км, ни турбулентные движения, наблюдаемые вдвое выше. Причины такого странного замирания движений пока не удаётся объяснить[46].

На основе данных, собранных при спуске аппарата «Гюйгенс» о скорости ветров на разных высотах, была создана модель движения атмосферных масс на Титане. По полученным результатам атмосфера Титана представляет собой одну гигантскую ячейку Хадли[47]. Тёплые массы воздуха поднимаются в южном полушарии в летний период и переносятся к северному полюсу, где остывают и уже на более низких высотах возвращаются в южное полушарие. Примерно каждые 14,5 лет происходит смена направления циркуляции[48].

Модель конвекционных процессов: в атмосфере спутника имеются два основных — действие так называемых волн Кельвина (возникают как следствие неустойчивости Кельвина — Гельмгольца между слоями среды) и глобальных косых течений из северного полушария в южное[49].

Облачность и осадки

Атмосферный вихрь над северным полюсом. «Кассини», 2006 год
Метан конденсируется в облака на высоте нескольких десятков километров. Согласно данным, полученным «Гюйгенсом», относительная влажность метана повышается с 45 % у поверхности до 100 % на высоте 8 км (при этом общее количество метана, наоборот, уменьшается)[50]. На высоте 8—16 км простирается очень разреженный слой облаков, состоящих из смеси жидкого метана с азотом, покрывающий половину поверхности спутника. Слабая изморось постоянно выпадает из этих облаков на поверхность, компенсируемая испарением.

В сентябре 2006 года «Кассини» зафиксировал огромное облако на высоте 40 км над северным полюсом Титана. Хотя известно, что метан образует облака, но в данном случае это образование состояло скорее всего из этана, так как размер зафиксированных частиц составлял всего 1—3 мкм, и именно этан способен конденсироваться на этой высоте. В декабре «Кассини» снова обнаружил облачный покров над полюсом, в составе были найдены метан, этан и ещё одно органическое соединение. Облако достигало в диаметре 2400 км и наблюдалось также в следующий пролёт аппарата через месяц[51]. Учёные предполагают, что в это время на полюсе спутника шёл метано-этановый дождь или снег (если температура достаточно низкая); нисходящие потоки в северных широтах достаточно сильны, чтобы вызвать выпадение осадков[52].

Также облака были зафиксированы в южном полушарии. Обычно они покрывают не более 1 % поверхности, хотя это значение порой достигает 8 %. Такие различия в площади облачного покрова полушарий объясняются тем, что в южном полушарии в момент наблюдения было лето, и там происходил интенсивный нагрев атмосферных масс, возникали восходящие потоки и, как следствие, конвекция. В таких условиях этан не способен образовать постоянный облачный покров, хотя этановая влажность достигает 100 %[53]. С сентября по октябрь 2010 года ученые анализировали фотографии «Кассини» и пришли к выводу о том, что на экваторе спутника также идут дожди; свидетельством этому является характерная изрезанность, проявляющаяся благодаря речным потокам[54].

Наблюдения показывают, что высота и постоянство облачности зависит от широты. Так, в высоких широтах (от 60° и выше) полушария в зимний период распространены постоянные облака, сформировавшиеся выше уровня тропосферы. В более низких широтах облака находятся на высоте 15—18 км, являются небольшими по размеру и носят непостоянный характер. В полушарии с летним периодом облака формируются в основном в районе 40° широты и обычно недолговечны[55].

Наземные наблюдения также показывают сезонные изменения в облачном покрове. Так, за один 30-летний оборот вокруг Солнца вместе с Сатурном на Титане в каждом полушарии в течение 25 лет формируются облака, а затем в течение 4—5 лет исчезают перед тем как возникнуть вновь[51].

Мультиспектральный снимок Титана. Светлая область в Ксанаду

Поверхность

Геологическая карта Титана (2019)[56] синий — озёра и моря красный — кратеры лиловый — дюны жёлтый — холмы розовый — лабиринты зеленовато-голубой — равнины Горная гряда на Титане с высоты 10 км (радиоспектральный снимок с зонда «Гюйгенс») Ландшафт Титана в месте посадки зонда «Гюйгенс» (контраст усилен). Видны камни округлой формы, которые могли образоваться при воздействии жидкости. Метан придаёт атмосфере оранжевую окраску
Поверхность Титана, сфотографированная «Кассини» в различных спектральных диапазонах, в низких широтах разделена на несколько светлых и тёмных областей с чёткими границами[57]. В районе экватора на ведущем полушарии расположен светлый регион размером с Австралию (видимый также на инфракрасных снимках телескопа «Хаббл»)[58]. Он получил название Ксанаду (Xanadu)[59].

Карта поверхности полюсов Титана. По данным «Кассини», январь 2009 года

На радарных снимках, сделанных в апреле 2006 года, видны горные хребты высотой более 1 км, долины, русла рек, стекающих с возвышенностей, а также тёмные пятна (заполненные или высохшие озера)[60]. Заметна сильная эрозия горных вершин, потоки жидкого метана во время сезонных ливней могли образовать пещеры в горных склонах. К юго-востоку от Ксанаду расположено загадочное образование Hotei Arcus, представляющее собой яркую (особенно на некоторых длинах волн) дугу. Является ли эта структура «горячим» вулканическим районом или отложением какого-то вещества (например, углекислотного льда), пока неясно.

В экваториальном светлом регионе Адири обнаружены протяжённые цепи гор (или холмов) высотой до нескольких сотен метров. Предположительно, в южном полушарии может существовать массивный горный хребет протяжённостью около 150 км и высотой до 1,6 км. В горах Митрим обнаружен пик высотой 3337 метра[61]. На вершинах гор есть светлые отложения — возможно, залежи метана и других органических материалов[62]. Все это свидетельствует о тектонических процессах, формирующих поверхность Титана.

В целом рельеф Титана относительно ровный — вариация по высоте не более 2 км, однако локальные перепады высот, как показывают данные радара и стереоснимки, полученные «Гюйгенсом», могут быть весьма значительными; крутые склоны на Титане не редкость[63]. Это является результатом интенсивной эрозии при участии ветра и жидкости. Ударных кратеров на Титане немного (по состоянию на 2012 год точно идентифицировано 7 и предположительно — 52)[64]. Это следствие того, что их относительно быстро скрывают осадки[65] и сглаживает ветровая эрозия[64][66]. Поверхность Титана в умеренных широтах менее контрастна.

Для некоторых деталей поверхности Титана предполагается криовулканическое происхождение. Это в первую очередь гора Дум с прилегающими патерой Сотра и потоком Мохини, гора Эребор и потокообразные объекты в области Хотэя[67].

Дюны

Имеются схожие с Ксанаду по размерам тёмные области, опоясывающие спутник по экватору, которые поначалу идентифицировались как метановые моря[68]. Радарные исследования, однако, показали, что тёмные экваториальные регионы почти повсеместно покрыты длинными параллельными рядами дюн, вытянутых в направлении преобладающих ветров (с запада на восток) на сотни километров — так называемые «кошачьи царапины»[69].

Тёмный цвет низменностей объясняется скоплением частиц углеводородной «пыли», выпадающей из верхних слоёв атмосферы, смываемой метановыми дождями с возвышенностей и приносимой в экваториальные районы ветрами. Пыль может быть перемешана с ледяным песком[69][70].

Основная статья: Жидкость на Титане

Моря и озёра в северной полярной области Титана (по радарным снимкам «Кассини»)

Возможность существования на поверхности Титана рек и озёр, наполненных жидким метаном, была предложена на основе данных, собранных аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые показали существование плотной атмосферы соответствующего состава и нужных температур для поддержания метана в жидком состоянии. В 1995 году данные телескопа «Хаббл» и другие наблюдения позволили непосредственно обосновать существование жидкого метана на поверхности в виде отдельных озёр или даже океанов подобно земным[71].

Отражение инфракрасной части солнечного излучения от поверхности метанового озера в северной полярной области Титана

Миссия «Кассини» в 2004 году также подтвердила эту гипотезу, хотя и не сразу. Когда аппарат прибыл в систему Сатурна, исследователи надеялись обнаружить жидкость с помощью отражения солнечного света, но сначала никаких бликов обнаружить не удалось[72].

В июле 2009 года было зафиксировано отражение солнечного света (блик) от гладкой поверхности жидкого бассейна в инфракрасном диапазоне, что стало прямым доказательством существования озёр[73].

Ранее вблизи полюсов радар «Кассини» показал наличие очень ровной и/или хорошо поглощающей поверхности, которая представляет собой жидкие метановые (либо метан-этановые) резервуары, наличие которых долго было под сомнением. В частности, в июне 2005 года снимки «Кассини» выявили в южной полярной области тёмное образование с очень чёткими границами, которое было идентифицировано как жидкое озеро. Его назвали озеро Онтарио[74][75]. Чёткие радарные снимки озёр в северной полярной области Титана получены в июле 2006 года[76]. Радарное покрытие области Меццорамия в высоких широтах южного полушария показало наличие развитой речной системы, береговой линии с характерными следами эрозии и поверхности, покрытой жидкостью в настоящее время либо в недавнем прошлом[8][77].

В марте 2007 года «Кассини» обнаружил в районе Северного полюса несколько гигантских озёр, крупнейшее из которых (Море Кракена) достигает в длину 1000 км и по площади сравнимо с Каспийским морем, ещё одно (Море Лигеи) при площади 100 000 км² превосходит любое из земных пресноводных озёр[78].

В июне 2012 года астрономы, изучая снимки, сделанные «Кассини» с 2004 по 2008 годы, обнаружили метановое озеро глубиной в 1 метр в пустынной экваториальной области Титана[79]. Озеро удалось рассмотреть благодаря съёмке в инфракрасном диапазоне. Его длина составляет около 60, а ширина — около 40 километров[80]. Помимо этого озера были обнаружены ещё четыре образования, более напоминающие земные болота[79].

Согласно данным «Кассини» и компьютерным расчётам, состав жидкости в озёрах следующий: этан (76—79 %), пропан (7—8 %), метан (5—10 %). Кроме того, озёра содержат 2—3 % цианида водорода, и около 1 % бутена, бутана и ацетилена[81][82]. Согласно другим данным, основными компонентами являются этан и метан. Запасы углеводородов в озёрах в несколько раз превышают общие запасы нефти и газа на Земле[83]. Учёные НАСА предположили[84], что при определённых условиях на поверхности озёр Титана могут образовываться плавучие льдины. Такой лёд должен быть насыщен газом (более 5 %) чтобы оставаться на поверхности озера, а не опускаться на дно.

Русла метановых рек на поверхности Титана (мозаика из трёх снимков посадочного аппарата «Гюйгенс» в момент снижения)

Большая часть озёр обнаружена в северной полярной области, тогда как в южной их почти нет. Это может объясняться сезонными изменениями — каждое из четырёх времён года на Титане длится около 7 земных лет, и за это время метан может высыхать в водоёмах одного полушария и ветрами переноситься в другое[85][86].

При снижении зонда «Гюйгенс» в атмосфере Титана были получены фотографии[87], на которых видны светлые холмы и пересекающие их русла, впадающие в тёмную область. «Гюйгенс», по-видимому, сел именно в тёмную область, и она оказалась с твёрдой поверхностью[88]. Состав грунта на месте посадки напоминает мокрый песок (возможно, состоящий из ледяных песчинок, перемешанных с углеводородами). Увлажнять грунт может постоянно выпадающая изморось.

На снимках непосредственно с поверхности видны камни (вероятно, ледяные) округлой формы. Такая форма могла образоваться в результате длительного воздействия на них жидкости. Вероятно, в приэкваториальной области, где приземлился «Гюйгенс», возможны только временные пересыхающие метановые озёра, образующиеся после крайне редких дождей.

Криовулканизм

Радарное изображение вероятного криовулкана[67] — горы Дум с патерой Сотра и потоком Мохини
На Титане имеются отчётливые признаки вулканической активности. Однако при схожести формы и свойств вулканов, на спутнике действуют не силикатные вулканы, как на Земле или Марсе и Венере, а так называемые криовулканы, которые, скорее всего, извергаются водно-аммиачной смесью с примесью углеводородов[89].

Изначально существование вулканизма было предположено после обнаружения в атмосфере аргона-40, который образуется при распаде радиоактивных веществ[90]. Позже «Кассини» зарегистрировал мощный источник метана, который предположительно является криовулканом. Так как на поверхности спутника до сих пор не было найдено ни одного источника метана, способного поддерживать постоянное количество этого вещества в атмосфере, то теперь считается, что основная часть всего метана происходит из криовулканов[91][92].

Кроме того, в декабре 2008 года астрономы зарегистрировали в атмосфере два светлых образования временного характера, однако они оказались слишком долговечными, чтобы принять их за погодное явление. Предполагается, что это было последствие от активного извержения одного из криовулканов[93].

Вулканические процессы на Титане, как и на Земле, обусловлены распадом радиоактивных элементов в мантии спутника[93]. Магма на Земле состоит из расплавленных пород, которые имеют меньшую плотность, чем породы коры, через которую они извергаются. На Титане же водно-аммиачная смесь гораздо больше по плотности, чем водяной лёд, через который она извергается на поверхность, следовательно, требуется большее количество энергии для поддержания вулканизма. Одним из источников такой энергии является мощное приливное воздействие Сатурна на свой спутник[93].

Внутреннее строение

Предполагаемая внутренняя структура Титана
Согласно расчётам, Титан имеет твёрдое ядро, состоящее из скальных пород, диаметром около 3400 км, которое окружено несколькими слоями водяного льда[25]. Внешний слой мантии состоит из водяного льда и гидрата метана, внутренний из спрессованного, очень плотного льда. Между этими слоями возможно существование прослойки из жидкой воды.

Как и на другие спутники Юпитера и Сатурна, такие, например, как и Энцелад, на Титан действуют значительные приливные силы, которые играют существенную роль в тектонических процессах спутника, разогревают его ядро и поддерживают вулканическую активность.

Гипотетический подповерхностный океан

Ряд учёных выдвинули гипотезу о существовании глобального подповерхностного океана[94]. Мощное приливное действие Сатурна может привести к разогреву ядра и поддержанию достаточно высокой температуры для существования жидкой воды[95]. Сравнение снимков «Кассини» за 2005 и 2007 годы показало, что детали ландшафта сместились примерно на 30 км. Поскольку Титан всегда повёрнут к Сатурну одной стороной, такой сдвиг может объясняться тем, что ледяная кора отделена от основной массы спутника глобальной жидкой прослойкой[95].

Предполагается, что в воде содержится значительное количество аммиака (около 10 %), который действует на воду как антифриз[93], то есть понижает температуру её замерзания. В сочетании с высоким давлением, оказываемым корой спутника, это может являться дополнительным условием существования подповерхностного океана[96][97].

Согласно данным, обнародованным в конце июня 2012 года и собранным ранее КА «Кассини», под поверхностью Титана на глубине около 100 км действительно должен находиться океан, состоящий из воды с возможным небольшим количеством солей[98]. На основании гравитационной карты спутника, построенной по данным «Кассини», учёные высказали предположение, что жидкость в подповерхностном океане Титана отличается повышенной плотностью и экстремальной соленостью. Скорее всего, она представляет собой рассол, в состав которого входят соли, содержащие натрий, калий и серу. Кроме того, в разных районах спутника глубина океана неодинакова — в одних местах вода промерзает, изнутри наращивая ледяную корку, покрывающую океан, и слой жидкости в этих местах практически не сообщается с поверхностью Титана. Сильная солёность подповерхностного океана делает практически невозможным существование в нём жизни[99].

Как восстановить карту при утере или краже?

Утерянные карты «Титан» не восстанавливаются. Вы можете приобрести новую карточку и написать заявление о переносе накопленных бонусов. Старый носитель будет заблокирован, а перенос баллов будет выполнен в течение 1 недели.

Бесплатная замена возможна только в случае брака (оговаривается только ситуация с размагничиванием полосы).

Если вы переживаете, что накопленными бонусами может воспользоваться злоумышленник – позвоните по номеру контакт-центра (64-10-99).

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: