Жидкость на Титане

Изображение углеводородных озёр на Титане, полученное радаром Кассини 22 июля 2006 (цвета условные)

Жидкость на Титане представлена в основном естественными резервуарами на поверхности Титана (спутника Сатурна), наполненные предположительно смесью жидких углеводородов, в основном метана и этана. Иногда для их обозначения применяют такие термины, как метаноёмы или этаноёмы.

Озёра сосредоточены в приполярных областях, причём крупнейшие из них, называемые морями, находятся только в северном полушарии Титана. Такую асимметрию учёные объясняют тем, что, когда в южном полушарии Титана лето, Сатурн находится вблизи перигелия, то есть лето там более «жаркое», чем в северном.^[1]

Учёные также предполагают наличие больших объёмов углеводородов под поверхностью спутника.^[2]

История

Инфракрасный снимок южного полюса Титана, на котором видно озеро Онтарио

Впервые предположение о возможности существования на Титане углеводородных озёр (углеводоёмов) было сделано на основе анализа данных, полученных АМС Вояджер 1 и Вояджер 2. Сопоставив состав, плотность и температуру атмосферы Титана, учёные сделали вывод, что на спутнике могут присутствовать углеводороды в жидком состоянии. Эта гипотеза подтвердилась в 1995 году, когда при помощи телескопа Хаббл в атмосфере Титана был обнаружен жидкий метан, хотя его количество на поверхности оставалось неясным.^[3]

Инфракрасный снимок солнечного блика в северном полушарии Титана

Окончательное подтверждение наличия на Титане крупных углеводоёмов было получено благодаря проекту «Кассини-Гюйгенс». Хотя снимки, полученные при спуске зонда «Гюйгенс», который сел вблизи экватора Титана, не обнаружили каких-либо значительных объёмов жидкости, рельеф поверхности явно свидетельствовал о воздействии жидкости.^[4] Первое свидетельство существования крупных углеводоёмов нашлось на инфракрасном снимке южного полюса, сделанном 6 июня 2005 года, на котором заметно большое тёмное пятно.^[5] Радарное зондирование поверхности спутника с борта станции Кассини, проведённое 22 июля 2006 года, выявило в северном полушарии большие области с резко очерченными границами, которые сильно поглощали радиоволны.^[6] Эти данные позволили учёным в январе 2007 года уверенно заявить о наличии на Титане метановых озёр.^[7][8]

Также 8 июля 2009 года камере VIMS «Кассини» удалось заснять на поверхности блики в инфракрасном диапазоне (длина волны 5 мкм),^[9] которые учёные долго надеялись увидеть как основное доказательство наличия жидкости на поверхности.^[10]

Для подробного исследования озёр Титана проектируется зонд TiME (англ. Titan Mare Explorer) в составе миссии Titan Saturn System Mission, запуск которой планируется на январь 2015 года.^[11]

Состав «вод»

Предположительный молярный состав жидкости, наполняющей титанские «водоёмы»^[12][13]:

• жидкий этан: 76÷79 %
• жидкий пропан: 7÷8 %
• жидкий метан: 5÷10 %
• жидкий бутилен: 1 %
• жидкие аргон, азот, угарный газ, водород: менее 1 %.

Также в жидкости растворены твёрдые вещества (в молярных долях):

• циановодород: 2÷3 % (насыщенный раствор)
• бутан: 1 %
• ацетилен: 1 %
• бензол, метилцианид, углекислый газ: менее 1 %

Поскольку смесь состоит из сжиженных газов с разной температурой кипения, то её состав меняется в зависимости от температуры: при нагревании уменьшается концентрация более летучих веществ (метан, азот) и увеличивается концентрация менее летучих (пропан, бутен). Поэтому состав жидкости на полюсах (где 90 К) отличается от состава на более тёплом экваторе (где 93,65 К).^[13]

Плотность смеси углеводородов в озёрах составляет примерно 516,3 кг/м³.^[2]

По оценкам учёных, количество углеводородов в озёрах Титана в сотни раз превышает их содержание в недрах Земли.^[14]

Список морей и озёр

Сравнение размеров моря Лигеи и земного озера Верхнего

На сегодняшний день многие углеводоёмы получили собственные названия.^[15]

Моря

Морями (лат. mare) называются наиболее крупные углеводоёмы Титана. Они получили свои названия по именам мифических морских существ.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия
Море Кракена	Kraken Mare	68, 5068° с. ш. 50° в. д. / 68° с. ш. 50° в. д.	1170	Кракен — мифический монстр из рассказов скандинавских мореходов.
Море Лигеи	Ligeia Mare	79, 11279° с. ш. 112° в. д. / 79° с. ш. 112° в. д.	500	Лигея — одна из cирен.
Море Пунги	Punga Mare	85.1, 20.385° с. ш. 20° в. д. / 85.1° с. ш. 20.3° в. д.	380	Пунга в мифологии маори — предок акул, скатов и ящериц.

Озёра

Озёра (лат. lacus) — небольшие глубокие углеводоёмы. Их названия происходят от названий земных озёр.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия
Озеро Абая	Abaya Lacus	73.17, -45.5573° с. ш. 45° з. д. / 73.17° с. ш. 45.55° з. д.	65,0	Абая (Эфиопия)
Озеро Альбано	Albano Lacus	65.9, 123.665° с. ш. 123° в. д. / 65.9° с. ш. 123.6° в. д.	6,2	Альбанское озеро (Италия)
Озеро Атитлан	Atitlán Lacus	69.3, 121.269° с. ш. 121° в. д. / 69.3° с. ш. 121.2° в. д.	13,7	озеро Атитлан (Гватемала)
Озеро Больсена	Bolsena Lacus	75.75, -10.2875° с. ш. 10° з. д. / 75.75° с. ш. 10.28° з. д.	101,0	озеро Больсена (Италия)
Озеро Венерн	Vänern Lacus	70.4, 136.970° с. ш. 136° в. д. / 70.4° с. ш. 136.9° в. д.	43,9	Венерн (Швеция)
Озеро Кардиель	Cardiel Lacus	70.2, 153.570° с. ш. 153° в. д. / 70.2° с. ш. 153.5° в. д.	22,0	Кардиель (Аргентина)
Озеро Каюга	Cayuga Lacus	69.8, 13069° с. ш. 130° в. д. / 69.8° с. ш. 130° в. д.	22,7	озеро Каюга (США)
Озеро Киву	Kivu Lacus	87, -12187° с. ш. 121° з. д. / 87° с. ш. 121° з. д.	77,5	Киву (озеро) (граница Руанды и ДРК)
Озеро Койтере	Koitere Lacus	79.4, -36.1479° с. ш. 36° з. д. / 79.4° с. ш. 36.14° з. д.	68,0	Койтере (Финляндия)
Озеро Ланао	Lanao Lacus	71, 142.371° с. ш. 142° в. д. / 71° с. ш. 142.3° в. д.	34,5	Ланао (Филиппины)
Озеро Локтак	Logtak Lacus	70.8, -124.170° с. ш. 124° з. д. / 70.8° с. ш. 124.1° з. д.	14,3	Локтак (Индия)
Озеро Маккай	Mackay Lacus	78.32, -97.5378° с. ш. 97° з. д. / 78.32° с. ш. 97.53° з. д.	180,0	озеро Маккай (Австралия)
Озеро Миватн	Mývatn Lacus	78.19, -135.2878° с. ш. 135° з. д. / 78.19° с. ш. 135.28° з. д.	55,0	Миватн (Исландия)
Озеро Ней	Neagh Lacus	81.11, -32.1681° с. ш. 32° з. д. / 81.11° с. ш. 32.16° з. д.	98,0	Лох-Ней (Северная Ирландия)
Озеро Онейда	Oneida Lacus	76.14, -131.8376° с. ш. 131° з. д. / 76.14° с. ш. 131.83° з. д.	51,0	озеро Онейда (США)
Озеро Онтарио	Ontario Lacus	-72, -18372° ю. ш. 183° з. д. / 72° ю. ш. 183° з. д.	235,0	Онтарио (озеро) (граница Канады и США)
Озеро Охрид	Ohrid Lacus	71.8, 138.171° с. ш. 138° в. д. / 71.8° с. ш. 138.1° в. д.	17,3	Охридское озеро (граница Македонии и Албании)
Озеро Севан	Sevan Lacus	69.7, -125.669° с. ш. 125° з. д. / 69.7° с. ш. 125.6° з. д.	46,9	Севан (Армения)
Озеро Сотонера	Sotonera Lacus	76.75, -17.4976° с. ш. 17° з. д. / 76.75° с. ш. 17.49° з. д.	63,0	Сотонера (Испания)
Озеро Спарроу	Sparrow Lacus	84.3, -64.784° с. ш. 64° з. д. / 84.3° с. ш. 64.7° з. д.	81,4	Спарроу (Канада)
Озеро Товада	Towada Lacus	71.4, 135.871° с. ш. 135° в. д. / 71.4° с. ш. 135.8° в. д.	24,0	Товада (озеро) (Япония)
Озеро Увс	Uvs Lacus	69.6, 114.369° с. ш. 114° в. д. / 69.6° с. ш. 114.3° в. д.	26,9	Убсу-Нур (Монголия)
Озеро Уэйкэр	Waikare Lacus	81.6, -12681° с. ш. 126° з. д. / 81.6° с. ш. 126° з. д.	52,5	Уэйкэр (Новая Зеландия)
Озеро Фейа	Feia Lacus	73.7, -64.4173° с. ш. 64° з. д. / 73.7° с. ш. 64.41° з. д.	47,0	Фейа, Бразилия
Озеро Фримен	Freeman Lacus	73.6, 148.673° с. ш. 148° в. д. / 73.6° с. ш. 148.6° в. д.	26,0	Фримен (озеро) (США)
Озеро Хунин	Junín Lacus	66.9, 123.166° с. ш. 123° в. д. / 66.9° с. ш. 123.1° в. д.	6,3	озеро Хунин (Перу)
Озеро Цзинбо	Jingpo Lacus	73, 2473° с. ш. 24° в. д. / 73° с. ш. 24° в. д.	240,0	Цзинбо (Китай)

Лагуны

Лагуны (лат. lacuna) — похожие на озёра формации, которые при радарном зондировании имели слабое поглощение радиоволн, что говорит об их малой глубине, либо полном отсутствии жидкости. Их названия происходят от названий земных солончаков и пересыхающих озёр.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия
Лагуна Атакама	Atacama Lacuna	62.8, 132.462° с. ш. 132° в. д. / 62.8° с. ш. 132.4° в. д.	35,9	солончаки пустыни Атакама (Чили)
Лагуна Джерид	Jerid Lacuna	66.7, -22166° с. ш. 221° з. д. / 66.7° с. ш. 221° з. д.	42,6	Шотт-эль-Джерид (Тунис)
Лагуна Мельгир	Melrhir Lacuna	64.9, 147.464° с. ш. 147° в. д. / 64.9° с. ш. 147.4° в. д.	23	Шотт-Мельгир (Алжир)
Лагуна Нгами	Ngami Lacuna	66.7, 146.166° с. ш. 146° в. д. / 66.7° с. ш. 146.1° в. д.	37,2	Нгами (Ботсвана)
Лагуна Рейстрек	Racetrack Lacuna	66.1, 135.166° с. ш. 135° в. д. / 66.1° с. ш. 135.1° в. д.	9,9	Рейстрек-Плайя (США)
Лагуна Уюни	Uyuni Lacuna	66.3, 131.666° с. ш. 131° в. д. / 66.3° с. ш. 131.6° в. д.	27	Солончак Уюни (Боливия)
Лагуна Эйр	Eyre Lacuna	72.6, 134.972° с. ш. 134° в. д. / 72.6° с. ш. 134.9° в. д.	25,4	озеро Эйр (Австралия)

Флюмены (реки)

Флюмены (лат. flumina) — система каналов, по которым, вероятно, текут жидкие углеводороды.

Русское название	Латинское название	Координаты	Размер, км	Происхождение названия
Эливагарские флюмены	Elivagar Flumina	21.1, -81.121° с. ш. 81° з. д. / 21.1° с. ш. 81.1° з. д.	120	Эливагар в скандинавской мифологии — 12 ядовитых ледяных потоков

Карта северного полушария Титана

Море Кракена

Море Кракена

Море Лигеи

Море Пунги

Озеро Цзинбо

Озеро
Больсена

Озеро
Ней

См. также

• Атмосфера Титана

Примечания

1. ↑ J.-R. C. Cook, S. Cole. Scientists Explain Puzzling Lake Asymmetry on Titan (30 ноября 2009). Проверено 5 февраля 2011.
2. ↑ ^{1 2} Mousis O., Schmitt B. (апрель 2008). «Sequestration of Ethane in the Cryovolcanic Subsurface of Titan». The Astrophysical Journal 677. DOI:doi:10.1086/587141.
3. ↑ S. F.Dermott, C. Sagan, (1995). «Tidal effects of disconnected hydrocarbon seas on Titan». Nature 374 (6519): 238–240. DOI:10.1038/374238a0. PMID 7885443.
4. ↑ Emily Lakdawalla. New Images from the Huygens Probe: Shorelines and Channels, But an Apparently Dry Surface, The Planetary Society (15 января 2005). Проверено 4 февраля 2011.
5. ↑ Emily Lakdawalla. Dark Spot Near the South Pole: A Candidate Lake on Titan?, The Planetary Society (28 июня 2005). Проверено 4 февраля 2011.
6. ↑ Jet Propulsion Laboratory (16 сентября 2005). NASA Cassini Radar Images Show Dramatic Shoreline on Titan. Пресс-релиз. Проверено 2006-10-14.
7. ↑ Stofan, E. R.; Elachi, C.; et al. (4 января 2007). «The lakes of Titan». Nature 445 (1): 61–64. DOI:10.1038/nature05438. PMID 17203056. Проверено 2007-08-27.
8. ↑ Titan Has Liquid Lakes, Scientists Report in Nature. NASA/JPL (3 января 2007). Архивировано из первоисточника 12 июля 2012. Проверено 8 января 2007.
9. ↑ Cook, J.-R. C. Glint of Sunlight Confirms Liquid in Northern Lake District of Titan. NASA web site Cassini mission page. NASA (17 декабря 2009). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 26 января 2010.
10. ↑ Bortman, Henry Titan: Where's the Wet Stuff?. Astrobiology Magazine (28 октября 2004). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 5 февраля 2011.
11. ↑ Stofan, Ellen Presentation to Decadal Survey (pdf). Space Policy Online (25 августа 2009). Архивировано из первоисточника 12 июля 2012. Проверено 5 февраля 2011.
12. ↑ Астрономы установили химический состав озёр на Титане — Lenta.ru
13. ↑ ^{1 2} D. Cordier; O. Mousis; J.-I. Lunine; P. Lavvas & V. Vuitton (2009), "An estimate of the chemical composition of Titan’s lakes", arΧiv:0911.1860v1 [astro-ph] 
14. ↑ Titan Has More Oil Than Earth (13 февраля 2008). Архивировано из первоисточника 12 июля 2012. Проверено 4 февраля 2011.
15. ↑ USGS Gazetteer of Planetary Nomenclature

Ссылки

• Учёные открыли удивительную изменчивость озёр Титана Membrana.ru