תמונה מורכבת זו מציגה מבט אינפרא אדום של ירח שבתאי טיטאן מחללית קאסיני של נאס"א, שנרכשה במהלך הטיסה "T-114" של המשימה ב-13 בנובמבר 2015. מחקר חדש על הים של טיטאן באמצעות נתוני המכ"ם של קאסיני מראה קומפוזיציות פני שטח מגוונות והבדלי חספוס קלים, הדגשת אינטראקציות סביבתיות מורכבות על הירח של שבתאי. קרדיט: נאס"א
חוקרים מאוניברסיטת קורנל השתמשו בנתוני מכ"ם ביסטטיים קאסיניהטיסה של טיטאן כדי לנתח את תכונות פני השטח של הים הפחמימניים שלו. המחקר מזהה שינויים בחספוס והרכב פני השטח, מה שמצביע על תהליכים גיאולוגיים ומטאורולוגיים מגוונים בעבודה.
מחקר חדש של נתוני ניסוי מכ"ם ממשימת Cassini-Huygens ל שַׁבְתַאִי הניב תובנות חדשות הקשורות להרכב ולפעילות של ים הפחמימנים הנוזליים ליד הקוטב הצפוני של טיטאן, הגדול מבין 146 הירחים הידועים של שבתאי.
המפתח העיקרי: באמצעות נתונים ממספר ניסויי מכ"ם ביסטטיים, צוות מחקר בראשות אוניברסיטת קורנל הצליח לנתח ולהעריך בנפרד את ההרכב והחספוס של פני הים של טיטאן, דבר שניתוחים קודמים של נתוני מכ"ם מונוסטטיים לא הצליחו להשיג. זה יעזור לסלול את הדרך לבדיקות משולבות עתידיות של אופי הים של טיטאן באמצעות נתוני קאסיני.
ולריו פוגיאלי, עמית מחקר באוניברסיטת קורנל, הוא המחבר הראשי של "מאפייני פני השטח של הים של טיטאן כפי שנחשפו על ידי Cassini Mission Bistatic Radar Experiments", אשר פורסם ב-16 ביולי ב- תקשורת טבע.
תיאור האמן של קאסיני של נאס"א במהלך "הגמר הגדול" של 2017, שבו החללית צללה בין שבתאי לטבעותיו מספר פעמים לפני שהתרסקה בכוונה לאטמוספירה של כוכב הלכת. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
ניסויי מכ"ם ביסטטיים
ניסוי מכ"ם ביסטטי כולל כיוון קרן רדיו מהחללית אל המטרה – במקרה זה טיטאן – שם היא משתקפת לכיוון האנטנה הקולטת בכדור הארץ. השתקפות פני השטח הזו מקוטבת – כלומר היא מספקת מידע שנאסף משתי נקודות מבט עצמאיות, בניגוד לזו שמספקת נתוני מכ"ם מונוסטטיים, שם האות המוחזר חוזר לחללית.
"ההבדל העיקרי", אמר פוגיאלי, "הוא שהמידע הביסטטי הוא מערך נתונים שלם יותר והוא רגיש הן להרכב המשטח המשקף והן לחספוס שלו".
ממצאים מימי הקוטב של טיטאן
העבודה הנוכחית השתמשה בארבע תצפיות מכ"ם ביסטטיות, שנאספו על ידי קאסיני במהלך ארבע טיסה ב-2014 – ב-17 במאי, 18 ביוני, 24 באוקטובר, ובשנת 2016 – ב-14 בנובמבר. עבור כל אחת מהן נצפו השתקפויות פני השטח כשהחללית התקרבה לגישה הקרובה ביותר שלה. לטיטאן (כניסה), ושוב כשהתרחקה (יציאה). הצוות ניתח נתונים מתצפיות היציאה של שלושת ימי הקוטב הגדולים של טיטאן: קראקן מארה, ליגיה מארה ופונגה מארה.
Ligeia Mare, המוצג כאן בנתונים שהושגו על ידי חללית Cassini של נאס"א, הוא גוף הנוזל הידוע השני בגודלו על הירח טיטאן של שבתאי. הוא מלא בפחמימנים נוזליים, כמו אתאן ומתאן, והוא אחד מהימים והאגמים הרבים שמלבילים את אזור הקוטב הצפוני של טיטאן. קרדיטים: NASA/JPL-Caltech/ASI/Cornell
הרכב פני השטח ודינמיקה
הניתוח שלהם מצא הבדלים בהרכב שכבות פני הים הפחמימניים, תלויים בקו הרוחב ובמיקום (ליד נהרות ושפכים, למשל). באופן ספציפי, החלק הדרומי ביותר של Kraken Mare מציג את הקבוע הדיאלקטרי הגבוה ביותר – מדד ליכולת של חומר לשקף אות רדיו. לדוגמה, מים על פני כדור הארץ הם מאוד רעיוני, עם קבוע דיאלקטרי של סביב 80; ים האתאן והמתאן של טיטאן נמדדים בסביבות 1.7.
החוקרים קבעו גם שכל שלושת הימים היו רגועים ברובם בזמן המעוף, עם גלי שטח שלא עולים על 3.3 מילימטרים. רמת חספוס מעט גבוהה יותר – עד 5.2 מ"מ – זוהתה בקרבת אזורי חוף, שפכים ומיצרים בין אגנים, אינדיקציות אפשריות לזרמי גאות ושפל.
גדול יותר מכוכב הלכת מרקורי, הירח הענק טיטאן נראה כאן כשהוא מקיף את שבתאי. מתחת לטיטאן נמצאים הצללים שמטילות הטבעות של שבתאי. תצוגת צבע טבעית זו נוצרה על ידי שילוב שש תמונות שצולמו על ידי חללית Cassini של נאס"א ב-6 במאי 2012. קרדיט: נאס"א/JPL-Caltech/המכון למדעי החלל
השלכות ומחקר עתידי
"יש לנו גם אינדיקציות לכך שהנהרות המזינים את הימים הם מתאן טהור", אמר פוגיאלי, "עד שהם זורמים לים הנוזלים הפתוחים, שהם יותר עשירים באתאן. זה כמו על כדור הארץ, כשנהרות מים מתוקים זורמים לתוך המים המלוחים של האוקיינוסים ומתערבבים בהם".
"זה מתאים היטב למודלים מטאורולוגיים של טיטאן", אמר מחבר שותף ופרופסור לאסטרונומיה פיליפ ניקולסון, "הצופים כי ה'גשם' שיורד מהשמיים שלו עשוי להיות מתאן כמעט טהור, אבל עם כמויות של אתאן פחמימנים אחרים."
פוגיאלי אמר שעבודה נוספת כבר מתבצעת על הנתונים שקאסיני יצר במהלך 13 שנות הבדיקה של טיטאן. "יש מכרה של נתונים שעדיין מחכה לניתוח מלא בדרכים שאמורות להניב תגליות נוספות", אמר. "זה רק הצעד הראשון".
תורמים נוספים לעבודה זו הם מאוניברסיטת בולוניה; המצפה דה פריז; נאס"אהמעבדה להנעת סילון (JPL); המכון הטכנולוגי של קליפורניה; והמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס.
התמיכה במחקר זה הגיעה מנאס"א וסוכנות החלל האיטלקית.
