Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Однако у Сатурна есть спутники и покрупнее. Один из них — Титан — такого размера, что его бы с лихвой хватило на несколько спутников. На него приходится 96% массы всех 62 спутников, обнаруженных у окольцованного газового гиганта. Второй по величине спутник Сатурна — Рея. При массе в пятьдесят раз меньше, чем у Титана, Рея втрое меньше его размером. Таким образом, Титан — второй по величине спутник в Солнечной системе, он уступает лишь Ганимеду, который больше его на каких-то 2%.

Как и покрытые льдом спутники с водой, Титан движется по слегка эллиптической орбите, обеспечивающий приливный разогрев в результате взаимодействия с Сатурном. Если причины появления эксцентриситета орбит остальных спутников ясны, ситуация с Титаном выглядит не столь однозначно. У него нет соседей достаточно крупного размера, которые бы могли повлиять на его траекторию движения, поэтому в результате притяжения Сатурна он должен был бы занять круговую орбиту. Возможно, Титан относительно недавно пережил столкновение с другим объектом, и у него не было достаточно времени, чтобы вернуться на круговую траекторию движения вокруг газового гиганта.

В любом случае, наличие эксцентриситета приводит к деформации Титана под влиянием притяжения Сатурна при движении спутника по его 16-суточной орбите. Результаты проведенных аппаратом «Кассини» измерений изменения формы спутника показали, что его масштабы намного превышают те, которые бы можно было ожидать от твердого тела из горных пород. Вместо ожидаемого 1 м с небольшим поверхность Титана поднимается на 10 м. Для сравнения: под влиянием Луны и Солнца кора Земли поднимается приблизительно на 50 см, а уровень океанов на поверхности нашей планеты поднимается приблизительно на 60 см. Податливость Титана свидетельствует о наличии под его поверхностью океана. Учитывая размер спутника, можно предположить, что из-за большого давления его ядро заключено в оболочку изо льда. Поэтому, как и в случае с Ганимедом и покрытыми водой экзопланетами, вероятность развития глубоководных форм жизни там весьма невелика. Впрочем, поверхность Титана очень сильно отличается от поверхности других спутников, закованных в ледяную оболочку.

Если на них верхний слой льда покрывает тонкая газовая оболочка, то на Титане имеется толстая атмосфера, а давление на его поверхности на 50% превышает давление на поверхности Земли. Благодаря этому спутник входит в число четырех миров в нашей Солнечной системе, обладающих твердой поверхностью и внушительной атмосферой. Самая плотная атмосфера — на Венере, в то время как атмосферы Земли и Марса более разреженные, чем на Титане. Но, как и на соседних с нами планетах, воздух на Титане совсем не подходит для дыхания.

Факт наличия на Титане толстой атмосферы был установлен уже в 1908 г. Обнаружил этот спутник 25 марта 1655 г. нидерландский астроном и физик Христиан Гюйгенс. Он и его брат Константин Гюйгенс-младший сами делали инструменты для научных исследований. В один из своих телескопов им и довелось наблюдать спутник Сатурна. Приблизительно через 250 лет каталонский астроном Хосе Комас Сола зафиксировал изменение яркости центра поверхности спутника относительно его видимых краев. Он интерпретировал этот перепад как признак наличия атмосферы.

В 1940-е гг. Койпер (исследователь, в честь которого назван пояс Койпера) изучил длины волн света, поглощаемые атмосферой Титана. Он пришел к выводу, что в ней содержится метан, но точно установить, является ли этот газ доминирующим, ему так и не удалось. Ответ на этот вопрос был получен из данных, собранных двумя аппаратами «Вояджер» при пролете мимо спутника в 1980 и 1981 гг. Они подтвердили наличие на Титане толстой атмосферы. Выяснилось, что она приблизительно на 95% состоит из азота и на 5% — из метана. В результате взаимодействия с ограниченным количеством ультрафиолетового солнечного света, достигающего далекого спутника, метан участвует в формировании более сложных молекул из атомов водорода и углерода, таких, например, как молекулы этана [45] Формула метана — CH 4 (четыре атома водорода и один атом углерода). Этан имеет более длинную цепь —C 2 H 6 (шесть атомов водорода и два — углерода). . Эти более тяжелые углеводороды оседают в виде твердых или жидких частиц, образуя дымку оранжевого цвета, которая не позволяет увидеть поверхность спутника. Из-за красновато-коричневого цвета эти оседающие углеводороды называют толинами — от греческого слова, обозначающего сепию.