Kada je NASA-ina svemirska letjelica Cassini na Zemlju poslala rezultate radarskog skeniranja površine Saturnovog mjeseca Titana, znanstvena zajednica je bila oduševljena. Naime, na ovome dalekom svijetu otkrivena su divovska jezera ili čak mora tekućeg metana. Usred ovih čudnih tekućih površina plutali su tajanstveni otoci.
Radar je otoke registrirao kao privremene svijetle točke. Prozvani su "čarobnim otocima" jer se činilo kako se možda radi o privremenim obilježjima. Dakle, ima li otoka na Titanu ili ne? I ako ima, od čega se sastoje? O ovim pitanjima se raspravlja već neko vrijeme, a znanstvenici sada smatraju da su riješili misterij, odnosno da se zapravo radi o nakupinama organskih molekula koje nastaju u atmosferi, skupljaju se po jezerima i onda plutaju unaokolo. Zanimljivi "otoci", zar ne?
Posebna atmosfera
Prijašnja istraživanja su ukazivala na to da su ovi kratkotrajni otoci neka vrsta fantomskih tijela koja stvaraju valovi ili stvarni otoci sastavljeni od suspendiranih krutih tvari, plutajućih krutih tvari ili mjehurića plinovitog dušika. Naime, atmosfera Titana može izvesti jedan zgodan trik - pretvoriti plinove poput metana i dušika (kojih ima u izobilju u atmosferi) u organske spojeve.
Stoga su se planetarna znanstvenica Xinting Yu i njezini kolege sa Sveučilišta u Teksasu u SAD-u zapitali može li pomnija analiza međudjelovanja Titanove atmosfere, tekućih jezera i čvrstih materijala na površini otkriti uzrok ovih tajanstvenih otoka.
Što je snimila sonda koja se spustila na Titan?
Cassini je lansirana u listopadu 1997., no do Saturna je stigla tek u srpnju 2004. Misija proučavanja plinovitog diva i njegovih mjeseci trajala je čitavih 14 godina, nakon čega je 15. rujna 2017. letjelica ispustila svoj zadnji "dah" i uronila u atmosferu Saturna.
Posebno zanimljiv dio misije bila je ESA-ina sonda Huygens koja je "stopirala" na letjelici Cassini kako bi mogla stići do svog glavnog odredišta - Titana. 14. siječnja 2005. uronila je u njegovu atmosferu, preživjela opasno spuštanje, koje je trajalo 2 sata i 27 minuta, i sigurno se spustila na njegovu smrznutu površinu (video dolje).
Prilikom spuštanja detaljno je analizirala Titanovu atmosferu, što je zapravo bio glavni cilj misije. Naime, sonda Huygens je bila dizajnirana za istraživanje atmosfere (kemijska svojstva, vjetar, temperaturu i profile tlaka), ali nije bila konstruirana da funkcionira nakon slijetanja - iako znanstvenici nisu isključili tu mogućnost.
No sonda je i nakon spuštanja na tlo nastavila slati podatke. Problem u komunikacijskom programu ograničio je broj fotografija koje je Huygens poslao letjelici Cassini; s oko 700 na 376. No nastavio je svoj prijenos još neko vrijeme tijekom kojeg je prikazivao svoje okruženje (dobili smo 224 slike istog pogleda).
Huygens je sletio na površinu koja podsjeća na pijesak sastavljen od zrnaca leda. Površinske slike prikazuju ravnicu posutu kamenčićima, kao i dokaze o djelovanju tekućine u nedavnoj prošlosti. Naknadni podaci potvrdili su postojanje jezera tekućih ugljikovodika u polarnim područjima Titana.
Objašnjenje za "čarobne otoke"
Titan je najveći Saturnov mjesec i drugi najveći u Sunčevom sustavu. Veći je čak od našeg Mjeseca i planeta Merkura. To je također jedini mjesec za koji se zna da ima gustu atmosferu i velika, stabilna "tijela" tekućeg metana na površini.
Yu i njezini kolege su otkrili da organski spojevi dospiju na površinu kao krute tvari, i kao takvi mogu završiti i na jezerima. "Željela sam istražiti mogu li čarobni otoci zapravo biti organski materijali koji plutaju na površini, poput kamena plavca koji može neko vrijeme plutati kod nas na Zemlji", kazala je Yu.
Znanstvenici su zatim proučili dva načina na koje smrznuta krutina može plutati - pomoću kapilarne sile i poroznosti. Titanova jezera i mora se prvenstveno sastoje od metana i etana, što znači da imaju nisku površinsku napetost. Niža površinska napetost otežava plutanje čvrstih tvari. Modeli su pokazali da za plutanje smrznutih krutina, odnosno za "čarobne otoke", nije dovoljna samo kapilarna sila.
Dakle, materijal bi trebao biti i porozan. Ako su ledene nakupine dovoljno velike i imaju pravi omjer rupa i uskih cjevčica, tekući metan bi mogao prodirati dovoljno sporo da se krutine mogu zadržati na površini. Dakle, dovoljna veličina i odgovarajuća razina poroznosti organskih ledenjaka mogla bi objasniti fenomen "čarobnih otoka" na Titanu.
Istraživanje naziva The Fate of Simple Organics on Titan's Surface: A Theoretical Perspective objavljeno je u časopisu Geophysical Research Letters.