Misteri 'pulau ajaib' di bulan Saturnus, Titan, mungkin terpecahkan

Mendaftarlah untuk buletin sains Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Hilangnya “pulau ajaib” di Titan, bulan terbesar Saturnus, telah membuat penasaran para ilmuwan sejak misi Cassini NASA melihatnya saat terbang satu dekade lalu. Kini, para peneliti yakin mereka telah mengungkap rahasia fenomena tersebut.

Fitur-fitur tersebut pada awalnya dianggap hanya sementara Terbuat dari gelembung gas bersodaNamun para astronom kini mengira itu mungkin gletser mirip sarang lebah yang terbuat dari bahan organik yang jatuh ke permukaan bulan.

Para ilmuwan menganggap Titan sebagai salah satu bulan paling menakjubkan di tata surya kita karena memiliki kemiripan dengan Bumi. Namun, dalam banyak hal, hal ini juga menghadirkan tontonan yang aneh dan membingungkan.

Titan, lebih besar dari bulan kita dan planet Merkurius, adalah satu-satunya bulan di tata surya kita yang memiliki atmosfer tebal. Atmosfernya sebagian besar terdiri dari nitrogen dan sedikit metana, membuat Titan tampak berwarna oranye misterius. Tekanan atmosfer di Titan sekitar 60% lebih besar daripada tekanan atmosfer di Bumi, sehingga memberikan tekanan yang sama dengan yang dirasakan manusia saat berenang 50 kaki (15 meter) di bawah permukaan laut, menurut NASA.

Titan juga satu-satunya dunia lain di tata surya kita yang memiliki benda cair mirip Bumi di permukaannya, namun sungai, danau, dan lautannya terdiri dari cairan etana dan metana, yang membentuk awan dan menyebabkan gas cair turun dari bumi. langit. .

itu Pengorbit misi Cassini, yang membawa wahana Huygens yang mendarat di Titan pada tahun 2005, melakukan lebih dari 100 kali terbang melintasi Titan antara tahun 2004 dan 2017, mengungkapkan banyak hal yang diketahui para ilmuwan tentang bulan saat ini.

Salah satu aspek yang paling membingungkan dari Titan adalah pulau ajaibnya, yang menurut pengamatan para ilmuwan merupakan titik terang yang bergerak di permukaan laut Titan yang dapat bertahan selama beberapa jam, beberapa minggu, atau lebih lama. Gambar radar Cassini menangkap area terang yang tidak dapat dijelaskan di Ligia Mare, benda cair terbesar kedua di permukaan Titan. Lautnya 50% lebih besar dari Danau Superior dan terdiri dari metana cair, etana, dan nitrogen.

Para astronom meyakini daerah-daerah tersebut Bentuknya bisa berupa gelembung gas nitrogen yang menggumpal, pulau-pulau yang sebenarnya terbuat dari benda padat yang mengapung, atau ciri-ciri yang dikaitkan dengan gelombang (walaupun tinggi gelombang hanya beberapa milimeter).

Ilmuwan planet Xinting Yu, asisten profesor di Universitas Texas di San Antonio, fokus menganalisis hubungan antara atmosfer Titan dan benda cair dan padat yang jatuh seperti salju untuk melihat apakah mereka terkait dengan pulau ajaib.

“Saya ingin menyelidiki apakah pulau ajaib sebenarnya bisa berupa bahan organik yang mengapung di permukaan, seperti batu apung yang dapat mengapung di air di Bumi sebelum tenggelam ke permukaan,” kata Yu, penulis utama studi yang diterbitkan pada 4 Januari di jurnal tersebut. . tamat”. Surat Penelitian Geofisika.

Para ilmuwan bertujuan untuk memahami sebanyak mungkin informasi tentang Titan sebelum mengirimkan misi khusus ke bulan. Misi Dragonfly, yang dipimpin oleh Laboratorium Fisika Terapan Johns Hopkins bekerja sama dengan NASA, diperkirakan akan diluncurkan pada tahun 2028 dan tiba di Titan pada tahun 2030-an.

Berbagai molekul organik terdapat di atmosfer bagian atas Titan, termasuk nitril, hidrokarbon, dan benzena. Suhu permukaan sangat dingin, yaitu -290°F (-179°C) sehingga sungai dan danau terbentuk oleh metana cair – seperti halnya batuan vulkanik dan lava yang membantu membentuk landmark dan saluran di Bumi.

Molekul organik di atmosfer Titan terikat menjadi gumpalan sebelum membeku dan jatuh ke permukaan bulan. Dataran gelap dan bukit-bukit pasir bahan organik telah diamati di seluruh Titan, dan para ilmuwan percaya bahwa fitur-fitur ini sebagian besar terbentuk oleh “salju” Titan.

Tapi apa yang terjadi jika salju hidrokarbon turun? Di permukaan danau dan sungai gas cair Titan yang sangat halus? Yu dan rekan-rekannya menyelidiki berbagai skenario yang mungkin terjadi.

Tim Yu menetapkan bahwa bahan organik padat yang jatuh dari atmosfer bagian atas tidak akan meleleh ketika mendarat di badan cair Titan karena bahan tersebut sudah jenuh dengan molekul organik.

“Agar kita bisa melihat pulau ajaib, mereka tidak bisa mengapung sedetik pun lalu tenggelam,” kata Yu. “Mereka harus mengapung untuk sementara, tapi tidak selamanya.”

Namun etana dan metana cair memiliki tegangan permukaan yang rendah, sehingga zat padat sulit mengapung di atasnya.

Tim Yu melakukan simulasi berbagai model dan menemukan bahwa benda padat beku hanya akan mengapung jika berpori, seperti sarang lebah atau keju Swiss. Partikel kecil juga kemungkinan besar tidak akan mengapung dengan sendirinya kecuali ukurannya cukup besar.

Analisis tim menghasilkan skenario di mana hidrokarbon padat yang membeku berkumpul di dekat pantai, kemudian pecah dan mengapung ke permukaan seperti gletser di daratan. Metana cair perlahan-lahan meresap ke dalam massa beku, yang akhirnya menyebabkannya menghilang dari pandangan.

Selain itu, menurut para peneliti, keberadaan lapisan tipis padatan beku di lautan dan danau Titan mungkin menjelaskan mengapa benda cair bulan begitu halus.

Dalam dekade berikutnya, pesawat ruang angkasa Dragonfly diperkirakan akan mempelajari sebagian besar dataran bahan organik di wilayah khatulistiwa Titan, dibandingkan dengan benda cairnya.

Pendarat akan mengambil sampel material yang ditemukan di permukaan Titan, mempelajari kelayakhunian lingkungan uniknya, dan menentukan proses kimia yang terjadi di bulan.

Bahan kimia organik yang penting bagi kehidupan di Bumi juga ditemukan di Titan, seperti nitrogen, oksigen, dan molekul berbasis karbon lainnya. Di bawah kerak es tebal Titan terdapat lautan air asin di bagian dalam, tidak seperti bulan-bulan menarik lainnya yang mengorbit Saturnus seperti Enceladus, atau bulan Jupiter Europa, yang merupakan salah satu tempat terbaik untuk mencari kehidupan di luar Bumi.

Titan mungkin terlihat tidak ramah, namun kondisi di sana mungkin kondusif bagi kehidupan jika bergantung pada kimia dan bentuk yang berbeda-beda di luar pemahaman kita saat ini, menurut NASA.