Metánjéghegyek
(Rovat: Cassini, Távoli világok kutatói - 2024.03.17 07:15.)

Fagyott szénhidrogénekből állhatnak a Titán tavain úszó, néha felbukkanó, máskor eltűnő, titokzatos szigetek.

A Szaturnusz legnagyobb holdja az egyetlen olyan égitest a Földön kívül a Naprendszerben, ahol folyók és tavak találhatók, amelyeket azonban nem víz, hanem folyékony földgáz alkot. A Titánon a víz földi körforgásához hasonló hidrológiai ciklus működik, de azt szintén a folyékony szénhidrogének, elsősorban a metán és az etán tartják fenn, amelyek az ottani dermesztően hideg környezetben is folyékonyak maradnak. (A metán forráspontja a Földön –162 °C, a Titán átlaghőmérséklete –183 °C.)

Fantáziarajz a titáni tájról, a párás légkörrel, sötét dűnékkel és a tükörsima felszínű, metánból és etánból álló tavakkal. Ezeken úsznak azok a rejtélyes szigetek, amelyeket a legújabb magyarázat szerint a felszínükön lebegő, szilárd szerves anyag alkothat. (Kép: NASA / JPL)

A NASA Cassini-űrszondája 2004-ben kezdte a Titán megfigyelését, amelyeknek köszönhetően a szakemberek feltérképezték a hold északi sarkvidékén csoportosuló tavakat, tengereket. Ezekbe kanyonok és folyók torkollnak, és a földihez hasonló tengerpartokat alakítanak ki. Ugyanakkor a Cassini felvételein időről időre titokzatos, „kísértetszigeteknek” nevezett formák jelentek meg, amelyek a szonda következő közelrepüléséig eltűntek. Eredetükre a kutatók három lehetséges magyarázatot vetettek fel. Első két lehetőségként azt vetették fel, hogy a folyadékfelszíneken kialakuló hullámzás vagy buborékok keltette változások megzavarhatják a radarhullámok visszaverődését, ami hibás észlelést okoz a Cassini műszereiben. A harmadik magyarázatban ezzel szemben azt vetették fel, hogy a felbukkanó objektumok valóságosak, valamilyen úszó törmelékek, amelyek egy ideig a folyadék felszínén maradnak, majd lesüllyednek.

Utóbbi elképzelést támasztja alá az a legújabb vizsgálat, amelynek eredményeit a Geophysical Research Letters folyóiratban publikálták. A kutatók kimutatták, hogy bizonyos feltételek fennállása esetén a szilárd anyag úszni képes a Titán tavainak felszínén, vagyis a földi jéghegyekhez hasonló, valóságosan létező struktúrák jöhetnek létre. Azt is kiszámították, hogy bizonyos méretű darabok pontosan annyi ideig képesek úszni a felszínen, amennyi a „kísértetszigetek” magyarázatához szükséges.

A Cassini radarképei a Ligeia Mare nevű tengerről. A középső képen látható egy olyan „kísértetsziget”, amelyik a felső és az alsó képen nincs jelen. A három kép (felülről lefelé) 2007. április 26-án, 2013. július 10-én, illetve 2013. július 26-án készült. (Kép: NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell)

Megvizsgálták azt is, mi úszhat egyáltalán a Titán tavainak felszínén. Laboratóriumi körülmények között szimulálták, mi történik, ha a Titán felszínén feltételezhetően előforduló anyagok a metán- és etántavakba esnek. A megfigyelésekből tudták ugyan, melyen anyagok fordulnak elő a hold légkörében, azonban arra is kíváncsiak voltak, milyen hőmérsékleteken következik be ezek fázisváltozása (azaz válnak szilárdból folyékonnyá), mekkora a szilárd anyagok sűrűsége, tehát képesek-e úszni. Számításaik során figyelembe vették a felületi feszültséget és a kapilláris hatást is, ami szintén segítheti az úszást (mint bizonyos földi élőlények esetében). A Titán légkörének bonyolult kémiája miatt ez a munka évekig tartott.

A Cassini-szonda Titán melletti közelrepülései során készített radarfelvételekből összeállított mozaik, a Ligeia Mare a nagyobb tengerek közül a képen a legfelső. (Kép: NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS)

Megállapították, hogy bár a legtöbb anyag felolvad vagy lesüllyed a Titán tavaiban, azonban bizonyos körülmények közt a metánnál nagyobb sűrűségű anyagból is létrejöhetnek olyan, a földi habkőhöz hasonló, porózus struktúrák, amelyek rövid ideig úszni képesek a folyékony metánon. Ha a tavak partjától a földi jéghegyek borjadzásához hasonlóan elég ilyen anyag hull a tavak vizébe, akkor ez a folyamat magyarázatot adhat a „kísértetszigetek” megjelenésére. Ez egyúttal azt is megmagyarázza, többnyire miért a tavak partja közelében tűntek fel a „kísértetszigetek”, miközben a másik két magyarázatban szereplő hullámok és buborékok megjelenésére inkább a tavak közepén kellene számítani.

A Titán feldolgozatlan képén a párás légkörön keresztül is feltűnik a hold északi pólusa környékén a tavak és tengerek hálózata. (Kép: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

A magyarázatot nem mindenki fogadja el, egyes kutatók továbbra is a hullámoknak a radarjelek visszaverődésére gyakorolt hatásával történő magyarázatot tartják kézenfekvőbbnek, egyszerűbbnek, és ezért elfogadhatóbbnak. A két hipotézis között a kémiai összetétel megállapítása dönthet. Ha az úszó szigetek összetétele eltér a tavakétól, akkor az a partról a tóba eső anyag hipotézise mellett szól. A kutatók bíznak abban, hogy a válasz ott rejtőzik a Cassini óriási adattömegében, csak ki kellene bányászni onnan.