Dữ liệu của Cassini hiện tiết lộ rằng một số hồ Titan Titan có độ sâu đáng ngạc nhiên.
Quang cảnh hồng ngoại của biển và hồ ở bán cầu bắc Titan Titan, được chụp bởi Cassini vào năm 2014. Ánh sáng mặt trời có thể được nhìn thấy lấp lánh ở phần phía nam của biển lớn nhất Titan Titan, Kraken Mare. Hình ảnh thông qua NASA / JPL-Caltech / Đại học Arizona / Đại học Idaho.
Mặt trăng Titan lớn nhất của Sao Thổ là thế giới duy nhất trong hệ mặt trời của chúng ta ngoài Trái đất được biết có các vật thể lỏng trên bề mặt. Các nhà khoa học đã công bố bằng chứng dứt khoát cho họ vào năm 2007, dựa trên dữ liệu từ tàu vũ trụ NASA Cass Cassini. Những cái lớn được gọi là maria (biển) và những cái nhỏ như lacus (hồ). Bây giờ, người ta biết rằng chu trình thủy văn Titan Titan tương tự đáng ngạc nhiên với Trái đất, với một ngoại lệ lớn: chất lỏng trên Titan là khí metan / etan lỏng thay vì nước, do cực lạnh. Đặc biệt, phía bắc bán cầu mặt trăng có hàng chục hồ nhỏ hơn gần cực của nó, và bây giờ các nhà khoa học đã tìm thấy rằng chúng sâu đến đáng ngạc nhiên và ngồi trên đỉnh đồi và mesas. Những quan sát này đến từ dữ liệu được thu thập trong lần bay gần nhất cuối cùng của Titan trong nhiệm vụ Cassini, kết thúc vào năm 2017.
Những phát hiện đánh giá ngang hàng mới được công bố vào ngày 15 tháng 4 năm 2019, trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên.
Các nhà khoa học đã nghĩ rằng các hồ sẽ là một hỗn hợp gần như bằng nhau của metan và ethane, giống như các vùng biển lớn hơn. Đây là trường hợp với một hồ khá lớn ở bán cầu nam gọi là Ontario Lacus. Nhưng thật ngạc nhiên, họ phát hiện ra rằng các hồ ở bán cầu bắc được cấu tạo gần như hoàn toàn bằng khí mê-tan. Như tác giả chính Marco Mastrogiuseppe, một nhà khoa học radar Cassini tại Caltech, đã giải thích:
Mỗi lần chúng ta khám phá về Titan, Titan càng trở nên bí ẩn. Nhưng những phép đo mới này giúp đưa ra câu trả lời cho một vài câu hỏi chính. Bây giờ chúng ta thực sự có thể hiểu rõ hơn về thủy văn của Titan.
Bản đồ các biển và hồ Titan Titan ở bán cầu bắc. Hình ảnh thông qua JPL-Caltech / NASA / ASI / USGS.
Nhưng trong khi một số câu hỏi có thể được trả lời, những câu hỏi mới khác cũng được nêu ra. Tại sao sự khác biệt giữa các hồ ở bán cầu bắc và nam? Ngoài ra, thủy văn ở một bên của bán cầu bắc dường như rất khác so với ở phía bên kia. Tại sao? Ở phía đông, bạn tìm thấy những vùng biển lớn hơn với độ cao thấp, hẻm núi và đảo. Nhưng phía tây bị chi phối bởi các hồ nhỏ hơn nằm trên đỉnh đồi và mesas. Một số trong những hồ đó sâu hơn 300 feet (100 mét), một điều ngạc nhiên với kích thước nhỏ của chúng. Theo ghi nhận của nhà khoa học Cassini và đồng tác giả Jonathan Lunine của Đại học Cornell:
Cứ như thể bạn nhìn xuống Trái đất Bắc Cực và có thể thấy rằng Bắc Mỹ có môi trường địa chất hoàn toàn khác biệt đối với các vật thể lỏng so với Châu Á.
Cenote Sagrado (Cenote thiêng) gần Chichen Itza, một trong những hồ karst nổi tiếng nhất (hay hố chìm) ở Yucatán. Các hồ Karst được cho là tương tự như các hồ mêtan sâu trên Titan. Hình ảnh qua Emil Kehnel / Wikipedia / CC BY 3.0.
Các phát hiện cho thấy phong cảnh người ngoài hành tinh Titan trần thế nhưng thậm chí còn khác thường hơn so với suy nghĩ ban đầu. Họ cho thấy những hồ nước rất sâu ngồi trên đỉnh mesas hoặc cao nguyên, cho thấy rằng chúng hình thành khi lớp vỏ xung quanh của băng và các chất hữu cơ rắn bị hòa tan hóa học và sụp đổ. Những hồ Titan này gợi nhớ đến các hồ karst trên Trái đất, hình thành khi các hang động dưới lòng đất sụp đổ. Tuy nhiên, trong các đối tác trái đất, nước hòa tan đá vôi, thạch cao hoặc đá đôlômit.
Đây là một ví dụ tuyệt vời về cách - giống như chu trình thủy văn - các quá trình địa chất trên Titan cũng có thể bắt chước những người trên Trái đất, nhưng vẫn là Titanian độc đáo cùng một lúc. Theo nhiều cách, Titan nhìn rất giống Trái đất, nhưng các cơ chế cơ bản và thành phần vật liệu, về cơ bản là khác nhau trên thế giới này trong hệ mặt trời bên ngoài lạnh hơn nhiều.
Cassini cũng quan sát một loại hồ khác trên Titan. Dữ liệu radar và hồng ngoại cho thấy các hồ thoáng qua trong đó mức chất lỏng thay đổi đáng kể. Những kết quả này đã được công bố trong một bài báo riêng trong Thiên văn học thiên nhiên. Theo Shannon MacKenzie, một nhà khoa học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, những thay đổi đó có thể là theo mùa:
Một khả năng là những đặc điểm thoáng qua này có thể là những khối chất lỏng nông hơn trong suốt mùa đã bốc hơi và thấm vào dưới bề mặt.
Hình ảnh từ Cassini cho thấy những hồ nhỏ mới xuất hiện ở Arrakis Planitia trong khoảng thời gian từ 2004 đến 2005. Những hồ như vậy dường như là thoáng qua, nơi chất lỏng lấp đầy các hồ trước khi bay hơi hoặc thấm trở lại mặt đất. Hình ảnh thông qua NASA / JPL / Viện Khoa học Vũ trụ.
Kết hợp lại với nhau, kết quả về cả hồ sâu và hồ tạm thời đều hỗ trợ cho kịch bản mưa metan / ethane nuôi các hồ, sau đó bay hơi trở lại vào khí quyển hoặc thoát ra dưới lòng đất, để lại các hồ chứa chất lỏng bên dưới bề mặt. Đó là một chu trình thủy văn hoàn chỉnh, nhưng, trong môi trường lạnh hơn trên Trái đất, một nơi mà khí mêtan và etan có thể ở dạng lỏng và nước ở dạng băng cứng.
Sự hiện diện của hồ và biển trên Titan mang đến một câu hỏi khác. Có thể có bất kỳ hình thức của cuộc sống ở đó? Một số nhà khoa học nghĩ rằng thực sự có thể có ít nhất là các sinh vật cực nhỏ, bất chấp các điều kiện khắc nghiệt trái ngược với Trái đất, sử dụng metan / ethane lỏng theo cách tương tự như cuộc sống ở đây sử dụng nước. Cuộc sống như vậy sẽ phải được phát triển để tồn tại trong những điều kiện không giống bất kỳ nơi nào trên Trái đất, nhưng đó là một khả năng hấp dẫn.
Điểm mấu chốt: Dữ liệu về các hồ Titan, được thu thập bởi tàu vũ trụ Cassini (nhiệm vụ kết thúc vào năm 2017), tiếp tục tiết lộ những hiểu biết sâu sắc về chu trình thủy văn, một cách đáng chú ý giống với Trái đất trong một số cách - nhưng khác biệt với người khác. Một phát hiện mới là các hồ gần cực bắc Titan Titan sâu đến đáng ngạc nhiên và ngồi trên đỉnh đồi và mesas.