Αποκαλύφθηκε ένα παράξενο μυστήριο του Τιτάνα

Πηγή: National Geographic, 12 Μαίου 2005

Επιστήμονες εδώ και χρόνια πιστεύουν ότι ο Τιτάνας, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Κρόνου, μπορεί να δώσει ενδείξεις για το πως ήταν η χημεία πάνω στη Γη πριν εμφανιστεί η ζωή πάνω της. Αναρωτήθηκαν δε τι να βρίσκεται κάτω από τα παχιά νέφη που σκεπάζουν το φεγγάρι - μήπως μεγάλες λίμνες και ποτάμια  που γεμίζουν με μια βροχή μεθανίου;

Τώρα όμως, χάρις στο διαστημικό σκάφος Cassini και τη διαστημικό σκάφος Huygens, παίρνουν μερικές απαντήσεις. 

Η ανάλυση της πρώτης πτήσης πάνω από τον Τιτάνα αποκαλύπτει ότι το δεύτερο μεγαλύτερο φεγγάρι στο ηλιακό σύστημα μας (μεγαλύτερο ακόμα και από τον Ερμή) κρύβει ίσως ακόμα περισσότερο μυστήριο από όσο πίστευαν οι επιστήμονες μέχρι τώρα: Ο Τιτάνας είναι ένας παγωμένος πλανήτης - σαν βράχος, που βρέχει μεθάνιο και που ίσως ψυχρά ηφαίστεια 'ξερνούν' παγωμένο μάγμα. 

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις, η πυκνή ατμόσφαιρά του, πλούσια σε οργανικά στοιχεία, ενδεχομένως να έχει χημική σύσταση ανάλογη με αυτήν που είχε η Γη, πριν την εμφάνιση των πρώτων μορφών ζωής. Έτσι, οι αστρονόμοι ελπίζουν να βρουν απαντήσεις για το πώς αναπτύχθηκε η ζωή στον πλανήτη μας.

Το διαστημόπλοιο Cassini της NASA πέταξε για πρώτη φορά πάνω από τον Τιτάνα τον Οκτώβριο πέρυσι, μεταδίνοντας ραδιο-εικόνες του νέφος που σκεπάζει το φεγγάρι. 

Ο Τιτάνας είναι σε μέγεθος, περίπου, μισός από την Γη και βρίσκεται σε απόσταση 10 φορές πιο μακριά από τον Ήλιο μας. Στο έδαφος του έχει σύσταση και πίεση ανάλογη με τη Γη, όμως αντί για νερό με ωκεανούς και λίμνες έχουμε μεγάλη συγκέντρωση υδρογονανθράκων και επιπλέον πάγο νερού. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι αν θερμανθεί από τον ήλιο μπορεί να φτιαχτεί ατμόσφαιρα.

Στις 14 Ιανουαρίου η διαστημική βολίδα Huygens της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (που μεταφέρθηκε από το Cassini) προσγειώθηκε επιτυχώς στον Τιτάνα. Από τότε οι επιστήμονες έχουν αναλύσει λεπτομερώς τα στοιχεία που συγκεντρώθηκαν κατά τη διάρκεια της προσεδάφισης του Huygens. Τα συμπεράσματά τους δημοσιεύθηκαν σε μια ειδική έκδοση του περιοδικού Science.

"Συνειδητοποιήσαμε ότι ο Τιτάνας είναι μια πολύ σύνθετη τοποθεσία, στην πραγματικότητα είναι ένας πλανήτης, που τυχαίνει να είναι σε τροχιά γύρω από έναν άλλο πλανήτη", λέει ο Candice Hansen, ειδικός επιστήμονας για τον Cassini στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνιας. "Από άποψη πολυπλοκότητας, είναι τόσο ενδιαφέρον όσο και η Γη". 

Το άζωτο και το μεθάνιο στην ατμόσφαιρα του Τιτάνα ενώνονται και κάνουν υδρογονάνθρακες με μακριές αλυσίδες. Για σχεδόν δύο δεκαετίες οι επιστήμονες θεωρούσαν ότι αυτοί οι υδρογονάνθρακες θα συμπυκνώνονταν και θα κατέβρεχαν την επιφάνεια του Τιτάνα, δημιουργώντας ίσως λίμνες μεθανίου ή θα γέμιζαν με υγρό τους κρατήρες. 

Το Cassini όμως έχει αλλάξει τέτοιες θεωρίες. "Δεν έχουμε δει υγρές λίμνες, όπου έχουμε κοιτάξει", αναφέρει ο Hansen. "Τώρα σκεφτόμαστε ότι περιοχές με υγρά θα είναι αρκετά περιορισμένες, αν τις βρούμε τελικά". 

Μια νέα υπόθεση παρομοιάζει τον κύκλο βροχής του Τιτάνα με αυτόν μιας ψυχρής Αριζόνα, όπου η περιστασιακή πτώση του μεθανίου χαράζει κοίτες ποταμών, που είναι ξηρές κατά τη διάρκεια του μεγαλύτερου μέρους του έτους. 

Μια άλλη ερώτηση είναι η παρουσία τόσης μεγάλης ποσότητας μεθανίου μετά από 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Πως δηλαδή υφίσταται ακόμα ενώ έπρεπε να έχει εξαφανιστεί. Θα έπρεπε να υπήρχε ένα μεγάλο ρεζερβουάρ με υγρό μεθάνιο στην επιφάνεια, που όμως δεν βρέθηκε. Και αν δεν υπάρχουν οι ωκεανοί, πού είναι το μεθάνιο;

Ηφαίστεια πάγου

"Είναι το πρώτο μεγάλο φεγγάρι που έχουμε εξερευνήσει που δεν παρουσιάζει καμιά ομοιότητα με τις γήινες διαδικασίες", αναφέρει ο Jonathan Lunine του πανεπιστημίου της  Αριζόνα στο Tucson, είναι δε μέλος μιας ερευνητικής ομάδας της οποίας η εργασία εμφανίζεται στο Science.

"Στο φεγγάρι του Δία, Ευρώπη, μπορεί να έχουμε περισσότερες πιθανότητες να βρούμε ζωή, αλλά είναι τοποθεσία χωρίς καμιά ομοιότητα με τη Γη. Στον Τιτάνα βέβαια παρουσιάζονται διαδικασίες που βλέπουμε στη Γη, όπως ανεμοδαρμένες επιφάνειες και ρεύματα χαραγμένα από υγρό, αλλά με διαφορετικά υλικά".

Οι ερευνητές ανέμειναν το φεγγάρι να έχει πολλούς κρατήρες, αλλά μέχρι τώρα έχουν επισημανθεί μόνο δύο. "Αυτό μας λέει αμέσως ότι υπάρχουν ενεργές γεωλογικές διαδικασίες που διαγράφουν τα επιφανειακά χαρακτηριστικά", τονίζει ο Hansen.

Στον ψυχρό Τιτάνα υπάρχει ηφαιστειακή δραστηριότητα, αλλά περιλαμβάνει όχι καυτή λάβα αλλά ψυχρό πάγο από νερό, γι αυτό και τη λέμε ψυχρή  λάβα (ψυχροβουλκανισμός).

Οι εικόνες της επιφάνειας του τιτάνα με ραντάρ αποκαλύπτουν κατάλοιπα ροών σαν λάβα. "Είμαστε εξοικειωμένοι με το γεγονός ότι το υγρό νερό είναι πυκνότερο από τον υδάτινο πάγο. Για αυτό και έχουμε παγόβουνα που επιπλέουν στο νερό", εξήγησε ο Lunine.

"Και αν υπάρχει αμμωνία μέσα στο νερό τότε το σημείο τήξης γίνεται πιο ψυχρό έχοντας μια σύσταση σαν μελάσα, ενώ θα υπάρχει ένα πιο ελαφρύ υγρό που θα βγαίνει περιοδικά από τις ρωγμές ή άλλες σχισμές προς την παγωμένη επιφάνεια". 

Αυτές οι "ψυχροβουλκανικές" διαδικασίες μπορεί να διαμορφώνουν συνέχεια την επιφάνεια του Τιτάνα, με τον ίδιο σχεδόν τρόπο που η καυτή ηφαιστειακή δραστηριότητα το κάνει στη Γη. 

"Το γεγονός αυτό μας λέει ότι ο Τιτάνας είναι ενεργός εσωτερικά, έχει μια γεωλογία. Δεν είναι μόνο με κρατήρες ή ένα νεκρό φεγγάρι με μια ατμόσφαιρα γύρω του", λέει ο Lunine.

Τρύπες του όζοντος και η εμφάνιση της ζωής

Από τα στοιχεία του Cassini προκύπτουν επίσης και συγκεκριμένα ατμοσφαιρικά χαρακτηριστικά. Η χειμερινή πολική ατμόσφαιρα του Τιτάνα μπορεί να έχει ενδιαφέροντα παράλληλα γνωρίσματα με τη γήινη τρύπα του όζοντος στην Ανταρκτική, αλλά με διαφορετική χημεία. 

Οι υπέρυθρες εικόνες αποκαλύπτουν ότι οι ψυχρές θερμοκρασίες (-180 βαθμοί Κελσίου) δημιουργούν ανέμους κοντά στους πόλους με ταχύτητες 576 χιλιόμετρα την ώρα, και πολικές συγκεντρώσεις των ατμοσφαιρικών οργανικών ενώσεων, που είναι διαφορετικές από εκείνες σε άλλα γεωγραφικά πλάτη,

"Οι διαφορετικές συγκεντρώσεις υποδηλώνουν ότι ισχυροί άνεμοι μπορεί να απομονώνουν τον αέρα στα υψηλά βόρεια γεωγραφικά πλάτη και να εμποδίζουν την μίξη των αέριων μαζών σε όλη την έκταση. Βλέπουμε αυτό να συμβαίνει και στη Γη", λέει ο  Michael Flasar, αστροφυσικός στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA.

Ως γνωστόν στη Γη αυτές οι εποχιακές διαδικασίες βοηθούν να δημιουργηθεί η ανταρκτική τρύπα του όζοντος. 

"Είναι μια σύνθετη διαδικασία και που δεν θα το είχαμε σκεφτεί εδώ στη Γη αν δεν είχαμε μια τρύπα στο στρώμα του όζοντος", συμπληρώνει ο Flasar.

Ο Τιτάνας μπορεί να μας προσφέρει την ευκαιρία να μάθουμε μια ανάλογη διαδικασία, που περιλαμβάνει όμως τη χημεία των οργανικών μορίων κι όχι του όζοντος.

Σύγκριση με την προ-έμβια Γη

Μερικοί ατμοσφαιρικοί επιστήμονες θεωρούν ότι ο Τιτάνας μπορεί να μας προσφέρει ενδείξεις για την ατμόσφαιρα της Γης, όπως ήταν πριν εμφανιστεί η ζωή και την αλλάξει για πάντα.

"Η ζωή στη γη είναι που μας δίνει το οξυγόνο στην ατμόσφαιρά μας", εξηγεί ο Hansen του JPL. "Στον Τιτάνα έχουμε μια ατμόσφαιρα προτού να συμβεί η μεταβολή αυτή. Για τους επιστήμονες που εξετάζουν την εξέλιξη της ατμόσφαιρας, είναι μια πολύ ενδιαφέρουσα αφετηρία".

Εάν η ατμόσφαιρα φανερώνει μια ομοιότητα με τη Γη προ της εμφάνισης της ζωής, μπορεί άλλες συνθήκες στην επιφάνεια να προσφέρουν μερικές ενδείξεις για τις βασικές δομικές μονάδες της ζωής πάνω στη Γη; 

"Έχουμε σκεφτεί πολύ καιρό τώρα ότι η επιφάνεια μπορεί να μας δώσει στοιχεία για την χημεία όπως ήταν την εποχή που άρχισε η ζωή στη γη",  λέει ο Steve Wall της επιστημονικής ομάδας του ραντάρ στο Cassini. 

"Υπάρχουν πολλές μεγάλες διαφορές, ειδικότερα μια πολύ μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας, ανάμεσα στη Γη και στον Τιτάνα, αλλά ξέρουμε ότι υπάρχουν μερικές από τις ίδιες βασικές χημικές δομές που υπήρχαν εδώ πριν από ξεκινήσει η ζωή. Ελπίζουμε ότι ο Τιτάνας θα μας δώσει ένα δεύτερο παράδειγμα για το ποια ακριβώς ήταν εκείνη η χημεία".

Το Cassini έφθασε σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο την 1η Ιουλίου του 2004, μετά από επτά έτη διαστημικού ταξιδιού. Συνολικά θα κάνει 74 τροχιές γύρω από τον Κρόνο, συμπεριλαμβανομένων και 44 πτήσεων πάνω από το Τιτάνα, μέχρι τον Ιούνιο του 2008.

Το σκάφος έχει μια εντυπωσιακή σειρά εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένου ραντάρ, οπτικά όργανα ορατών και υπεριωδών ακτίνων καθώς και όργανα ανίχνευσης από πολύ μεγάλη απόσταση. Τα σημερινά στοιχεία του Τιτάνα προέρχονται από την προσεδάφιση του Huygens και από πέντε πτήσεις υπεράνω του φεγγαριού.

"Είναι η πρώτη ματιά μόνο", τονίζει ο Wall του JPL. "Έχουμε δει μόνο το 2% περίπου του Τιτάνα. Αναμένουμε να δούμε το 25 τοις εκατό ή και περισσότερο, έτσι πρόκειται να έχουμε μια πολύ καλή σφαιρική εικόνα για το πως είναι το φεγγάρι. Οι κακές ειδήσεις είναι ότι εμείς πρέπει να είμαστε υπομονετικοί".

Νέο φεγγάρι του Κρόνου

Στο μεταξύ, μία από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις του Cassini είναι ένα νέο, μικρό φεγγάρι του Κρόνου, που εντοπίστηκε στον εξωτερικό δακτύλιό του.

Σύμφωνα με επιστήμονες της NASA, το διαστημόπλοιο βρίσκεται στην καλύτερη θέση για την παρατήρηση των δακτυλίων του Κρόνου. Και όπως λένε τα αποτελέσματα που παίρνουν τους ανταμείβουν, καθώς υπάρχουν ανακαλύψεις στους δακτυλίους. Μία από αυτές τις ανακαλύψεις, είναι ένα μικρό, νέο φεγγάρι που βρίσκεται σε τροχιά ανάμεσα στους δακτυλίους. Το νέο φεγγάρι έχει διάμετρο μόλις 7 χιλιομέτρων.

Στις 30 Μαΐου έως 3 Ιουνίου θα γίνει στην Κρήτη για πρώτη φορά το συνέδριο, όπου θα παρουσιαστούν τα ευρήματα του Huygens για τον Τιτάνα. Στο συνέδριο θα βρεθούν μαζί πολλοί από τους υπεύθυνους επιστήμονες που μετείχαν στο πρόγραμμα.

Ομιλητές θα είναι κάπου 150 ειδικοί του διαστήματος από όλον τον κόσμο. Ανάμεσά τους έλληνες επιστήμονες σαν τον: Η. Βαρδάβας, Ι. Παπαμαστοράκης, Δ. Χατζηδημητρίου, Π. Λάβας από το Πανεπιστήμιο της ΚΡήτης και το Ι.Τ.Ε. καθώς και η Μ. Κουκούλη από το Α.Π.Θεσσαλονίκης. Η τελευταία εργάζεται 17 χρόνια τώρα πάνω σε προγράμματα γύρω από τον Τιτάνα.

Home