Außerhalb der Erde sind die einzigen bisher bekannten Meere im Sonnensystem auf Titan, dem größten Mond des Saturns.
Mithilfe früherer Daten, die von der Sonde Cassini gesammelt wurden, hat ein internationales Wissenschaftsteam, darunter eine Forscherin des Observatoriums von Paris - PSL, einen neuen Einblick in deren Zusammensetzung und Rauheit gegeben. Die Ergebnisse wurden am 16. Juli 2024 in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Das große Kohlenwasserstoffmeer, Ligeia Mare, auf Titan
Die Cassini-Mission (NASA/ESA) hat das Saturnsystem dreizehn Jahre lang erforscht. Besonders auf Titan hat sie eine faszinierende Vielfalt von Landschaften aufgezeigt: Ebenen, Berge, große Dünenfelder, labyrinthische Gelände, Flüsse ... Und im Jahr 2007 hat sie in der nördlichen Hemisphäre, in den Polarregionen, die Existenz von drei großen flüssigen Kohlenwasserstoffmeeren enthüllt – genannt Kraken Mare (das größte, mit einer Fläche größer als das Kaspische Meer), Ligeia Mare und Punga Mare.
[/url] Das große Kohlenwasserstoffmeer, Ligeia Mare, auf Titan. Bild aufgenommen vom Radarinstrument an Bord der NASA-Sonde Cassini zeigt die Entwicklung eines vorübergehenden Merkmals im großen Kohlenwasserstoffmeer, Ligeia Mare, auf Titan. Diese Meere werden von einer Vielzahl kleinerer Seen begleitet. Die langjährige Erforschung durch die Cassini-Mission hat geholfen, das komplexe hydrologische System von Titan besser zu verstehen, das dem der Erde ähnlich ist, aber von Methan und Ethan dominiert wird, anstatt von Wasser, und Oberflächentemperaturen von -181 °C aufweist.
Fast sieben Jahre sind seit dem Ende der Cassini-Mission vergangen, aber das kolossale Datenvolumen wurde noch nicht vollständig ausgewertet. Es bleiben viele Fragen, insbesondere zu den Eigenschaften des Methankreislaufs auf Titan und zu den Wechselwirkungen zwischen seinen polaren Meeren und seiner Atmosphäre.
Ein internationales Wissenschaftsteam, geleitet von einem Forscher der Cornell University und unter Beteiligung einer Astrophysikerin des Observatoriums von Paris - PSL, hat einen Datensatz analysiert, der zwischen 2014 und 2016 durch ein bistatisches Radar-Experiment während der Cassini-Mission gesammelt wurde.
Während ihrer Beobachtungen sendete die Sonde Cassini ein Funksignal zur Titan, das normalerweise verwendet wird, um gesammelte Daten zur Erde zu übertragen. Die Flüssigkeitsoberflächen der Meere wirkten dann wie ein Spiegel, um dieses Signal zur Erde zurückzuwerfen. Durch den Vergleich des empfangenen Signals mit dem gesendeten Signal können die reflektierenden Eigenschaften (Zusammensetzung und Rauheit) der Titanmeere ermittelt werden. Dieses Experiment bietet einen Einblick in die Zusammensetzung und Rauheit der flüssigen Kohlenwasserstoffmeere von Titan sowie einige seiner Mündungen.
Diese Meere weisen unterschiedliche Zusammensetzungen, aktive Gezeitenströme, kleine Wellen und eine höhere Rauheit in der Nähe der Mündungen und schmalkanaligen Verbindungen zwischen den Becken auf.
Zum Zeitpunkt der bistatischen Beobachtungen waren die Oberflächen von Ligeia Mare, Punga Mare und Kraken Mare größtenteils glatt, ohne größere Störungen. Die Forscher stellten Unterschiede in der Zusammensetzung der Flüssigkeit zwischen den verschiedenen Meeren fest, was auf Unterschiede im Mischungsverhältnis von Methan-Ethan hinweist.
Die Daten zu den Mündungen deuten darauf hin, dass die methanreichen Flüsse niedrigere Ethanwerte haben könnten als die offenen Meere. Da die Niederschläge hauptsächlich aus Methan bestehen, enthalten die Flüsse wenig Ethan, welches in den Meeren transportiert und akkumuliert wird, ähnlich wie Flüsse auf der Erde Süßwasser enthalten und das Salz sich in den Meeren ansammelt.
Die Autoren schätzen die Rauheit im kleinen Maßstab (einige Millimeter) aus der Streuung an der Meeresoberfläche ab, was auf das Vorhandensein kleiner Oberflächenwellen hindeutet. Eine größere Rauheit konzentrierte sich in den küstennahen Bereichen nahe der Mündungen und schmalkanaligen Verbindungen zwischen den Becken, was möglicherweise auf aktive Gezeitenströme hinweist.
"Es ist das erste Mal, dass die bistatischen Radardaten der Cassini-Mission ausgewertet werden, obwohl sie vor etwa zehn Jahren erfasst wurden. Abgesehen von den neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen zeigt diese Studie auch die schönen Entdeckungen, die mit den noch ungenutzten Daten vergangener Weltraummissionen möglich sind. Angesichts der ökologischen Probleme, mit denen die Gesellschaft heute konfrontiert ist, ist es dringend notwendig, die Anzahl neuer Weltraummissionen zu reduzieren und endlich die bereits vorhandenen Daten zu betrachten", betont Léa Bonnefoy, Co-Autorin und Postdoktorandin am Observatorium von Paris - PSL zum Zeitpunkt dieser Studie, besorgt über die Kohlenstoffbilanz der für die Astronomie eingesetzten Instrumente.
Referenz:
Artikel mit dem Titel "[url=https://www.nature.com/articles/s41467-024-49837-2]Surface properties of the seas of Titan as revealed by Cassini mission bistatic radar experiments", von Valerio Poggiali (Cornell University) et al., erschienen am 16. Juli 2024 in Nature Communications.
Quelle: Observatorium von Paris