Infrarotbild von Titan, aufgenommen von Cassini während seines Vorbeiflugs am 26. Oktober 2004. Bildnachweis: NASA / JPL / SSI. Klicken um zu vergrößern.
Ein kürzlicher Vorbeiflug von Saturns dunstigem Mond Titan durch das Cassini-Raumschiff hat Hinweise auf einen möglichen Vulkan ergeben, der eine Methanquelle in der Titanatmosphäre sein könnte.
Im Infrarotlicht aufgenommene Bilder zeigen ein kreisförmiges Merkmal mit einem Durchmesser von etwa 30 Kilometern, das keinen Merkmalen ähnelt, die auf den anderen eisigen Monden des Saturn zu sehen sind. Wissenschaftler interpretieren das Merkmal als "Eisvulkan", eine Kuppel, die aus aufsteigenden Eisfahnen besteht, die Methan in die Titanatmosphäre abgeben. Die Ergebnisse erscheinen in der Nature-Ausgabe vom 9. Juni.
"Vor Cassini-Huygens war die am weitesten verbreitete Erklärung für das Vorhandensein von Methan in der Titanatmosphäre das Vorhandensein eines methanreichen Kohlenwasserstoffozeans", sagte Dr. Christophe Sotin, angesehener Gastwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien.
"Die Instrumentensuite an Bord von Cassini und die Beobachtungen am Landeplatz von Huygens zeigen, dass kein globaler Ozean vorhanden ist", sagte Sotin, Teammitglied des Cassini-Spektrometerinstruments für visuelle und infrarote Kartierung und Professor an der Universität. de Nantes, Frankreich.
„Die Interpretation dieser Funktion als Kryovulkan liefert eine alternative Erklärung für das Vorhandensein von Methan in der Titanatmosphäre. Eine solche Interpretation wird durch Modelle der Titan-Evolution unterstützt “, sagte Sotin.
Titan, der größte Mond des Saturn, ist der einzige bekannte Mond mit einer signifikanten Atmosphäre, die hauptsächlich aus Stickstoff mit 2 bis 3 Prozent Methan besteht. Ein Ziel der Cassini-Mission ist es, eine Erklärung dafür zu finden, was diese Atmosphäre wieder auffüllt und aufrechterhält. Diese dichte Atmosphäre macht es sehr schwierig, die Oberfläche mit Kameras mit sichtbarem Licht zu untersuchen, aber Infrarotinstrumente wie das visuelle und das Infrarot-Mapping-Spektrometer können durch den Dunst blicken. Infrarotbilder liefern Informationen sowohl über die Zusammensetzung als auch über die Form des untersuchten Bereichs.
Das Bild mit der höchsten Auflösung, das mit dem visuellen und Infrarot-Kartierungsspektrometer erhalten wird, umfasst eine Fläche von 150 Quadratkilometern (90 Meilen), die ein helles kreisförmiges Merkmal mit einem Durchmesser von etwa 30 Kilometern (19 Meilen) enthält, wobei sich zwei längliche Flügel nach Westen erstrecken. Diese Struktur ähnelt Vulkanen auf der Erde und der Venus mit überlappenden Materialschichten aus einer Reihe von Strömungen. "Wir alle dachten, Vulkane müssten auf Titan existieren, und jetzt haben wir die bisher überzeugendsten Beweise gefunden. Genau das haben wir gesucht “, sagte Dr. Bonnie Buratti, Teammitglied des Cassini-Spektrometers für visuelle und infrarote Kartierung bei JPL.
In der Mitte des Gebiets sehen die Wissenschaftler deutlich ein dunkles Merkmal, das einer Caldera ähnelt, einer schalenförmigen Struktur, die über Kammern aus geschmolzenem Material gebildet wird. Das aus dem Vulkan austretende Material könnte ein Methan-Wasser-Eis-Gemisch sein, das mit anderen Eis- und Kohlenwasserstoffen kombiniert ist. Energie von einer internen Wärmequelle kann dazu führen, dass diese Materialien aufsteigen und verdampfen, wenn sie die Oberfläche erreichen. Zukünftige Titan-Vorbeiflüge werden dazu beitragen, festzustellen, ob Gezeitenkräfte genug Wärme erzeugen können, um den Vulkan anzutreiben, oder ob eine andere Energiequelle vorhanden sein muss. Schwarze Kanäle, die von der Huygens-Sonde der Europäischen Weltraumorganisation gesehen wurden, die auf Cassini huckepack fuhr und im Januar 2005 auf der Oberfläche von Titan landete, könnten durch Erosion durch flüssigen Methanregen nach den Eruptionen entstanden sein.
Wissenschaftler haben andere Erklärungen in Betracht gezogen. Sie sagen, dass das Feature keine Wolke sein kann, weil es sich nicht zu bewegen scheint und die falsche Zusammensetzung ist. Eine andere Alternative besteht darin, dass eine Ansammlung fester Partikel durch Gas oder Flüssigkeit transportiert wurde, ähnlich wie bei Sanddünen auf der Erde. Die Form und die Windmuster stimmen jedoch nicht mit denen überein, die normalerweise in Sanddünen zu sehen sind.
Die Daten für diese Ergebnisse stammen aus Cassinis erstem gezielten Vorbeiflug an Titan am 26. Oktober 2004 in einer Entfernung von 1.200 Kilometern von der Mondoberfläche.
Das visuelle und infrarote Kartierungsspektrometer kann 352 Wellenlängen von Licht von 0,35 bis 5,1 Mikrometer erfassen. Es misst die Intensitäten einzelner Wellenlängen und verwendet die Daten, um auf die Zusammensetzung und andere Eigenschaften des Objekts zu schließen, das das Licht emittiert hat. Jede Chemikalie hat eine eindeutige spektrale Signatur, die identifiziert werden kann.
45 Vorbeiflüge von Titan sind während Cassinis vierjähriger Hauptmission geplant. Der nächste ist der 22. August 2005. Radardaten derselben Stellen, die vom visuellen und Infrarot-Kartierungsspektrometer beobachtet werden, können zusätzliche Informationen liefern.
Weitere Informationen zur Cassini-Huygens-Mission finden Sie unter http://saturn.jpl.nasa.gov und http://www.nasa.gov/cassini. Die Seite mit dem visuellen und Infrarot-Mapping-Spektrometer finden Sie unter http://wwwvims.lpl.arizona.edu.
Die Mission Cassini-Huygens ist ein Kooperationsprojekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation und der italienischen Weltraumorganisation. Das Jet Propulsion Laboratory, eine Abteilung des California Institute of Technology in Pasadena, verwaltet die Mission für das Science Mission Directorate der NASA in Washington, DC. Der Cassini-Orbiter wurde am JPL entworfen, entwickelt und montiert. Das Team für visuelle und Infrarot-Kartierungsspektrometer hat seinen Sitz an der Universität von Arizona.
Ursprüngliche Quelle: NASA / JPL / SSI-Pressemitteilung
