Новый анализ данных Кассини дает представление о морях Титана

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Новое исследование данных радиолокационного эксперимента миссии Кассини-Гюйгенс к Сатурну дало новую информацию, связанную с составом и активностью морей жидких углеводородов вблизи северного полюса Титана, крупнейшего из 146 известных спутников Сатурна.

Используя данные нескольких экспериментов с бистатическими радарами, исследовательская группа под руководством Корнелльского университета смогла отдельно проанализировать и оценить состав и шероховатость морской поверхности Титана, чего предыдущие анализы данных моностатического радара были невозможны. Это поможет подготовить почву для будущих совместных исследований природы морей Титана с использованием данных Кассини.

Валерио Поджиали, научный сотрудник Корнелльского университета, является ведущим автором книги «Свойства поверхности морей Титана, выявленные в ходе бистатических радиолокационных экспериментов миссии Кассини», которая была опубликована 16 июля в журнале Nature Communications.

Эксперимент с бистатическим радаром предполагает наведение радиолуча космического корабля на цель — в данном случае на Титан — где он отражается в сторону приемной антенны на Земле. Это поверхностное отражение поляризовано — это означает, что оно предоставляет информацию, собранную с двух независимых точек зрения, в отличие от той, которая предоставляется моностатическими радиолокационными данными, где отраженный сигнал возвращается на космический корабль.

«Главное отличие, — сказал Поджиали, — заключается в том, что бистатическая информация представляет собой более полный набор данных и чувствительна как к составу отражающей поверхности, так и к ее шероховатости».

В настоящей работе использовались четыре бистатических радиолокационных наблюдения, собранные «Кассини» во время четырех пролетов в 2014 году — 17 мая, 18 июня, 24 октября и в 2016 году — 14 ноября. подход к Титану (вход) и снова по мере его удаления (выход). Команда проанализировала данные наблюдений за выходом из трех больших полярных морей Титана: Кракен-Маре, Лигейя-Маре и Пунга-Маре.

Их анализ выявил различия в составе поверхностных слоев углеводородных морей в зависимости от широты и местоположения (например, вблизи рек и эстуариев). В частности, самая южная часть Кракен-Маре имеет самую высокую диэлектрическую проницаемость — меру способности материала отражать радиосигнал. Например, вода на Земле обладает высокой отражательной способностью, ее диэлектрическая проницаемость составляет около 80; этановое и метановое моря Титана составляют около 1,7.

Исследователи также определили, что во время пролетов все три моря были в основном спокойными, а поверхностные волны не превышали 3,3 миллиметра. Несколько более высокий уровень шероховатости — до 5,2 мм — отмечен вблизи прибрежных участков, эстуариев и межбассейновых проливов, что может быть признаком приливных течений.

«У нас также есть признаки того, что реки, питающие моря, состоят из чистого метана, — сказал Поджиали, — пока они не впадают в открытые жидкие моря, которые более богаты этаном. с соленой водой океанов».

«Это хорошо согласуется с метеорологическими моделями Титана», — сказал соавтор и профессор астрономии Филип Николсон, — «которые предсказывают, что «дождь», падающий с его неба, скорее всего, будет почти чистым метаном, но со следами этана и другие углеводороды».

Поджиали сказал, что уже ведется дополнительная работа над данными, полученными Кассини в ходе 13-летнего исследования Титана. «Существует масса данных, которые еще ждут полного анализа, который должен привести к новым открытиям», — сказал он. «Это только первый шаг».

Другие участники этой работы — из Университета Болоньи; Парижская обсерватория; Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL); Калифорнийский технологический институт; и Массачусетский технологический институт.

Больше информации: Surface Properties of the Seas of Titan as Revealed by Cassini Mission Bistatic Radar Experiments, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49837 -

Источник: Cornell University