Tammikuussa Hyugens-sondi sukeltaa ensimmäisenä ihmisten lähettämänä laitteena Saturnuksen Titan-kuun pilvien alle. Sieltä odotetaan löytyvän outoja järviä ja villeimpien spekulaatioiden mukaan kenties jopa elämää. Miltä siellä näyttää? Kysyimme johtavalta Titan-tutkijalta.


Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Tammikuussa Hyugens-sondi sukeltaa ensimmäisenä
ihmisten lähettämänä laitteena Saturnuksen Titan-kuun
pilvien alle. Sieltä odotetaan löytyvän outoja järviä ja villeimpien
spekulaatioiden mukaan kenties jopa elämää. Miltä siellä näyttää?
Kysyimme johtavalta Titan-tutkijalta.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 8/2004


 





Titan on aurinkokunnan suurin kuu

                                               Titan                   Maa

säde                                       2,575                   6 370


painovoima (m/s2)                  1,4                       9,8


vuorokausi (tuntia)                 384                      24


kaasukehän koostumus         95 % typpeä,       79 % typpeä,


                                               5 % metaania      20 % happea


pintalämpötila (C)                   -180                     +15


paine pinnalla (ilmakehää)      1,5                        1


tyypillinen tuuli (m/s)               alle 0,5                 10


järvien koostumus                  metaania              vettä


                                               ja etaania


järvien tiheys (kg/m3)            450                        1 000

Lorenzilla on nyt jännät paikat, sillä seitsemän vuotta matkaa taittanut Cassini-luotain saapui Saturnuksen tienoille heinäkuussa, ja luotaimen kuljettama Huygens-sondi laskeutuu Titaniin ensi tammikuussa. Cassinin ja Huygensin mittausohjelmat on suunniteltu muun muassa Lorenzin pohdintojen perusteella.

Titan, joka on hieman Merkuriusta suurempi, kutkuttaa mielikuvitusta. Maapallon lisäksi Titanilla on Aurinkokunnan ainoa runsastyppinen kaasukehä, joka on niin paksu, että kukaan ei ole toistaiseksi nähnyt sen läpi.

Miltä salaperäisessä kuussa näyttää? Vellooko siellä todella metaani- ja etaanijärviä? Millainen sää siellä vallitsee? Onko sen jääkenttien alla vesivaltameri? (Ks. Haaveissa toinen Maa, Tiede 2/04, s. 16-23.)

Cassinin lokakuisissa tutkakuvissa ei tosin havaittu nestepintojen heijastuksia, mutta Lorenz varoittaa tekemästä tästä hätiköityjä johtopäätöksiä: kuvat kattoivat vain prosentin Titanin pinnasta.

Järviä kuin Kanadassa

- Huygens-sondi erottaa jo paksun kaasukehän läpi pinnan kirkkaat ja tummat kohdat toisistaan: ihmissilmäkin hahmottaisi pinnalla juuri ja juuri jotain, Lorenz vertaa.

- Päästyään noin 80 kilometriin ulottuvan usvan alapuolelle Huygens näkee todennäköisesti kraatterijärviä, joista osa on hevosenkengän muotoisia ja osa pyöreitä - ja jotkin häränsilmän mallisia, kuten Pohjois-Kanadan Manicouagan kraatteri. Järvissä velloo metaania ja etaania.

Maassa metaani esiintyy kaasuna, mutta Titanin 180 asteessa metaani ja etaani ovat joko nestettä tai kiinteää jäätä.

Erikoisista järvistä on kertynyt melkoisesti epäsuoria viitteitä. Infrapunakuvissa Titanin kaasukehässä näkyy tummia kohtia, ja juuri ne on tulkittu metaanijärviksi. Radiokaukoputket ovat osoittaneet Titanin pinnan tasaiseksi, ja joidenkin mittausten mukaan jopa 75 prosenttia pinnasta voisi olla nestemäisen metaanin ja etaanin peitossa.

On siis melko todennäköistä, että Huygens molskahtaa järveen.

  hän selittää. Sen sijaan jos sondi osuu nesteeseen, mittaukset jatkuvat Titanin pinnalla vielä useita minuutteja, jolloin saamme tietää järven koostumuksen ja ehkä syvyydenkin.

Aallokko korkeaa - jos tuulisi

Vai murskaisiko aallokko mittarimme? (Huygens on todella “meidän“ laitteemme, sillä se on Euroopan avaruusjärjestö Esan taidonnäyte. Sen sijaan itse Cassini-luotain on Yhdysvaltojen Nasan hanke.)

kumppaneineen selvitti tietokonesimulaatioin, millainen aallokko Titanissa käy. Esan tiedotteen mukaan simulaatioissa saatiin samalla tuulella Titanin metaanijärviin seitsemän kertaa korkeampia aaltoja kuin Maan vesiin. Syy on Titanin pienen vetovoiman. Samasta syystä Titanin aallot ovat kuitenkin hitaampia kuin meikäläiset: Maassa nopeus on kolminkertainen.

Keskimäärin Titanin ilmasto on leppeä, sillä vähäisen auringonvalon lämpö ei saa kaasukehää liikkeelle. Tosin tuulia aiheuttaa myös Saturnuksen voimakas vuorovesivaikutus, joka on 400 kertaa Maan vuorovesivoimia isompi. Silti Lorenz arvioi Titanissa tuulevan vain noin metrin sekunnissa. - Siksi aallot ovat korkeintaan muutaman kymmenen sentin korkuisia.

Kuvittele maisemaa, joka on kuin hidastetusta elokuvasta. Vain hyytävän kylmissä järvissä hitaasti etenevät aallot rikkovat seisahtuneen tunnelman, jonka kaiken kattava usva värittää tumman oranssin ruskeaksi. - Horisontissa möllöttää Saturnus, joka näyttää 24 kertaa oman kuumme kokoiselta, Lorenz täydentää.

Sentin sadepisarat leijailevat

Silloin tällöin Titanin luonto saattaa elävöityä saderyöpystä. Tutkijat ovat nimittäin päätelleet Voyager 1 -luotaimen vuonna 1980 ottamien kaasukehäkuvien perusteella, että Titanilla voi olla metaanin kiertoon perustuvia sääilmiöitä.

Voyagerin kuvien mukaan Titanin ylin kaasukehä saattaa olla metaanin kyllästämä. Tällaisessa ympäristössä kertyvä pilvi hajoaisi nopeasti vesipisaroiksi tai raekuuroksi.

- Titanin tiheässä kaasukehässä sadepisarat voisivat olla lähes sentin kokoisia, mutta pienen vetovoiman takia ne leijailisivat alas kuin lumihiutaleet, Lorenz kuvailee.

Titanissa ei voi sataa usein eikä pitkään, koska runsassateinen kaasukehä ei pysyisi niin metaanipitoisena. Sadekuurot saattavat silti toisinaan olla niin rajuja, että kamaraan uurtuu syviä joenuomia.

Jonkinlaista kiertoa kaasukehässä pitää metaanin säilymiseksi joka tapauksessa olla, koska Auringon ultraviolettisäteily tuhoaa metaanin suhteellisen nopeasti. Uv-säteilyn vaikutuksesta siitä irtoaa vetyä, joka karkaa avaruuteen, ja hajoamisessa syntyvät orgaaniset aineet, kuten etaani, satavat alas. Titanin kaasukehästä metaani olisi hävinnyt 10 miljoonassa vuodessa. Jostakin täytyy siis tulla sitä jatkuvasti lisää. Ehkä kuun järvistä?

Titanista tulee maankaltainen

Titanin kaasukehästä on paikannettu metaanin lisäksi runsaasti muita orgaanisia molekyylejä. Myös vettä on löytynyt. Tarkoittaako tämä, että Titanissa on saattanut syntyä elämää tai että sitä voisi joskus kehittyä?

Vastaus riippuu Titanin historiasta ja tulevaisuudesta. Nykyään kuu on elämän syntymiseen liian kuiva ja kylmä.

Aivan vedetön paikka se ei ilmeisesti sentään ole. Jotkin tutkijaryhmät ovat päätelleet epäsuorasti, että Titanin pinnalla on jopa runsaasti vesijäätä.

- Titanin paksun, jäisen kuoren alla on lähes varmasti juoksevaa vettä, Lorenz lisää. - Vesi on saattanut nousta siellä täällä pintaankin. Ehkä syvistä kraatterista löytyisi siitä merkkejä.

Entä voisiko Titanista saada lämmittämällä maankaltaisen? -Titan maankaltaistaa itse itsensä, kun Aurinko laajenee aikanaan punaiseksi jättiläiseksi, Lorenz vastaa. - Ei siitä tosin tule sellainen paikka, jossa me viihtyisimme. Vaikka orastava elämä saattaisi nauttia Titanin orgaanisista molekyyleistä, niin meille useimmat niistä ovat myrkkyä.

Teksti perustuu sähköpostihaastatteluun sekä esitelmään, jonka Lorenz piti Yhdysvaltain tiedeviikolla helmikuussa.


 


Palstan pitäjä Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla