TITAN (SATELIT): CIRI, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN - ARTE - 2025

Titan adalah salah satu satelit planet Saturnus dan yang terbesar dari semua. Permukaannya sejuk, lebih besar daripada Mercury, dan memiliki atmosfer paling padat dari semua satelit di tata surya.

Dari Bumi, Titan dapat dilihat dengan bantuan teropong atau teleskop. Adalah Christian Huygens (1629-1695), ahli astronomi Belanda, yang pada tahun 1655 melihat satelit dengan teleskop untuk pertama kalinya. Huygens tidak menyebutnya Titan, tetapi hanya Luna Saturni, yang merupakan bahasa Latin untuk "bulan Saturnus."

Gambar 1. Titan mengorbit Saturnus. Gambar adalah Cassini. Sumber: NASA.

Nama Titan, yang berasal dari mitologi Yunani, dicadangkan oleh John Herschel (1792-1871), putera William Herschel, pada pertengahan abad ke-19. The Titans adalah saudara laki-laki Cronos, bapa masa untuk orang Yunani, setara dengan Saturnus Rom.

Kedua-dua misi angkasa yang dilakukan pada separuh terakhir abad ke-20 dan pemerhatian Teleskop Angkasa Hubble sangat meningkatkan pengetahuan mengenai satelit ini, yang dengan sendirinya merupakan dunia yang menarik.

Sebagai permulaan, di Titan terdapat fenomena meteorologi yang serupa dengan di Bumi, seperti angin, penyejatan dan hujan. Tetapi dengan perbezaan mendasar: pada Titan, metana memainkan peranan penting bagi mereka, kerana bahan ini adalah bahagian atmosfera dan permukaan.

Selain itu, kerana poros putarannya miring, Titan menikmati musim, walaupun durasinya berbeza dengan Bumi.

Untuk ini dan juga kerana mempunyai suasananya sendiri dan ukurannya yang besar, Titan kadang-kadang digambarkan sebagai planet miniatur dan para saintis telah fokus untuk mengenalinya dengan lebih baik, untuk mengetahui apakah ia berlabuh, atau mampu menampung kehidupan.

Ciri umum

Saiz

Titan adalah satelit kedua terbesar, kedua setelah Ganymede, bulan Musytari yang sangat besar. Ukurannya lebih besar daripada Mercury, kerana planet kecil berdiameter 4879.4 km dan Titan berdiameter 5149.5 km.

Rajah 2. Perbandingan ukuran antara Bumi, Bulan dan Titan, kiri bawah. Sumber: Wikimedia Commons. Apollo 17 Gambar Seluruh Bumi: Gambar Teleskopik NASA Bulan Purnama: Gregory H. Revera Imej Titan: NASA / JPL / Institut Sains Angkasa / Domain awam

Walau bagaimanapun, Titan mempunyai peratusan besar ais dalam komposisinya. Para saintis mengetahui ini melalui ketumpatannya.

Ketumpatan

Untuk mengira ketumpatan badan, perlu diketahui jisim dan isipadu. Jisim Titan dapat ditentukan melalui undang-undang ketiga Kepler, serta data yang dibekalkan oleh misi angkasa.

Ketumpatan Titan ternyata menjadi 1.9 g / cm ³ , jauh di bawah bahawa planet berbatu. Ini hanya bermaksud bahawa Titan mempunyai peratusan besar ais - bukan hanya air, ais boleh menjadi bahan lain - dalam komposisinya.

Suasana

Satelit mempunyai suasana yang padat, sesuatu yang jarang berlaku di sistem suria. Atmosfera ini mengandungi metana, tetapi komponen utamanya adalah nitrogen, sama seperti atmosfera Bumi.

Ia tidak memiliki air di dalamnya, dan juga tidak ada karbon dioksida, tetapi ada hidrokarbon lain yang hadir, kerana sinar matahari bertindak balas dengan metana, sehingga menimbulkan sebatian lain seperti asetilena dan etana.

Tiada medan magnet

Mengenai daya tarikan, Titan tidak mempunyai medan magnetnya sendiri. Kerana berada di pinggir tali pinggang sinaran Saturnus, banyak zarah yang sangat bertenaga masih sampai ke permukaan Titan dan memecah molekul di sana.

Pengembara hipotetis yang tiba di Titan akan mendapati suhu permukaan dari -179.5 ºC dan tekanan atmosfera yang mungkin tidak selesa: satu setengah kali nilai tekanan bumi di permukaan laut.

Hujan

Di Titan hujan, kerana metana mengembun di atmosfera, walaupun hujan ini sering kali tidak sampai ke tanah, kerana sebahagiannya menguap sebelum sampai ke tanah.

Ringkasan ciri fizikal utama Titan

Komposisi

Para saintis planet menyimpulkan dari ketumpatan Titan, yang kira-kira dua kali ganda dari air, bahawa satelit itu setengah batu dan setengah ais.

Batu-batu itu mengandung besi dan silikat, sementara aisnya bukan semua air, walaupun di bawah lapisan kerak beku terdapat campuran air dan ammonia. Terdapat oksigen di Titan, tetapi terikat dengan air di bawah tanah.

Di dalam Titan, seperti di Bumi dan badan-badan lain dalam sistem suria, terdapat unsur-unsur radioaktif yang menghasilkan haba ketika mereka merosot menjadi unsur-unsur lain.

Penting untuk diperhatikan bahawa suhu di Titan mendekati titik tiga metana, yang menunjukkan bahawa sebatian ini boleh wujud sebagai pepejal, cecair atau gas, memainkan peranan yang sama dengan air di Bumi.

Ini disahkan oleh siasatan Cassini, yang berjaya turun di permukaan satelit, di mana ia menemui sampel penyejatan sebatian ini. Ia juga mengesan kawasan di mana gelombang radio dipantulkan lemah, serupa dengan bagaimana gelombang tersebut dipantulkan di tasik dan lautan di Bumi.

Kawasan gelap ini dalam gambar radio menunjukkan adanya mayat metana cair, selebar antara 3 dan 70 km, walaupun lebih banyak bukti diperlukan untuk menyokong fakta tersebut.

Suasana di Titan

Ahli astronomi Belanda Gerard Kuiper (1905-1973) mengesahkan pada tahun 1944 bahawa Titan memiliki atmosfernya sendiri, berkat satelit itu mempunyai warna coklat-oren yang dapat dilihat dalam gambar.

Kemudian, berkat data yang dihantar oleh misi Voyager pada awal 1980-an, didapati bahawa atmosfera ini cukup padat, walaupun ia menerima lebih sedikit sinaran matahari kerana jarak.

Ia juga mempunyai lapisan kabut asap, yang membasahi permukaan dan di dalamnya terdapat zarah hidrokarbon dalam ampaian.

Di atmosfer atas Titan, angin hingga 400 km / jam berkembang, walaupun menghampiri permukaan panorama sedikit lebih tenang.

Gas atmosfera

Mengenai komposisinya, gas atmosfera terdiri daripada 94% nitrogen dan 1.6% metana. Komponen selebihnya adalah hidrokarbon. Ini adalah ciri yang paling khas, kerana selain dari atmosfera Bumi, tidak ada yang lain dalam sistem suria yang mengandung nitrogen dalam jumlah sedemikian.

Metana adalah gas rumah hijau yang kehadirannya menghalang suhu Titan daripada turun lebih jauh. Walau bagaimanapun, lapisan terluar, terdiri daripada gas yang tersebar luas, bersifat reflektif dan mengatasi kesan rumah hijau.

Hidrokarbon

Di antara hidrokarbon yang diamati di Titan, acrylonitrile mencolok, dalam kepekatan hingga 2.8 bahagian per juta (ppm), dikesan melalui teknik spektroskopi.

Ini adalah sebatian yang banyak digunakan dalam pembuatan plastik dan, menurut saintis, mampu membuat struktur yang serupa dengan membran sel.

Walaupun pada awalnya acrylonitrile dikesan di lapisan atas atmosfer Titan, ia dipercayai boleh sampai ke permukaan, mengembun di lapisan atmosfera bawah dan kemudian jatuh dalam hujan.

Selain dari acrylonitrile, di Titan terdapat tholins atau tholins, sebatian aneh yang bersifat organik yang muncul ketika sinar ultraviolet memecah metana dan memisahkan molekul nitrogen.

Hasilnya adalah sebatian yang lebih kompleks ini yang dipercayai wujud di Bumi awal. Mereka telah dikesan di dunia berais di luar tali pinggang asteroid dan penyelidik dapat menghasilkannya di makmal.

Penemuan seperti ini sangat menarik, walaupun keadaan satelit tidak sesuai untuk kehidupan di daratan, terutamanya kerana suhu yang melampau.

Cara memerhatikan Titan

Titan dapat dilihat dari Bumi sebagai titik cahaya kecil di sekitar Saturnus gergasi, tetapi bantuan instrumen seperti teropong atau teleskop diperlukan.

Walaupun begitu, tidak mungkin memperhatikan banyak perinciannya, kerana Titan tidak bersinar seperti satelit Galilea (satelit besar Musytari).

Selain itu, ukuran dan kecerahan Saturnus yang besar kadang-kadang dapat menyembunyikan kehadiran satelit, jadi perlu mencari momen jarak paling besar antara keduanya untuk membezakan satelit.

Orbit

Titan mengambil masa hampir 16 hari untuk berputar di sekitar Saturnus dan putaran tersebut segerak dengan planet ini, yang bermaksud bahawa ia selalu menunjukkan wajah yang sama.

Fenomena ini sangat biasa di kalangan satelit dalam sistem suria. Bulan kita, misalnya, juga dalam putaran segerak dengan Bumi.

Gambar 3. Orbit Titan diserlahkan dengan warna merah, bersama dengan satelit utama Saturnus: Hyperion dan Iapetus adalah yang paling jauh ke Titan, sementara yang paling dalam, mengikut urutan: Rhea, Dione, Tethys, Enceladus dan Mimas . Sumber: Wikimedia Commons. ! Original: Cerucuk runtuhVektor: Mysid. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Ini disebabkan oleh kekuatan pasang surut, yang tidak hanya mengangkat jisim cecair, yang merupakan kesan yang paling dihargai di Bumi. Mereka juga mampu mengangkat planet dan satelit kerak dan melengkung.

Daya pasang surut secara beransur-ansur melambatkan kelajuan satelit sehingga kelajuan orbit sama dengan kelajuan putaran.

Gerakan putaran

Putaran segerak Titan bermaksud bahawa tempoh putarannya di sekitar paksinya sama dengan tempoh orbit, iaitu sekitar 16 hari.

Terdapat stesen di Titan kerana kecondongan paksi putaran pada 26º dari ekliptik. Tetapi tidak seperti Bumi, masing-masing akan bertahan sekitar 7.4 tahun.

Pada tahun 2006, penyelidikan Cassini memunculkan gambar yang menunjukkan hujan (dari metana) di kutub utara Titan, suatu peristiwa yang akan menandakan permulaan musim panas di hemisfera utara satelit, di mana tasik metana dipercayai ada.

Hujan akan menjadikan tasik tumbuh, sementara hujan di hemisfera selatan pasti akan kering pada waktu yang sama.

Struktur dalaman

Rajah di bawah menunjukkan struktur dalaman berlapis Titan, yang dibina dengan mengumpulkan bukti yang dikumpulkan dari pemerhatian Bumi dan juga dari misi Voyager dan Cassini:

-Nukleus yang terdiri daripada air dan silikat, walaupun kemungkinan teras berbatu yang lebih dalaman, berdasarkan silikat, juga ditangani.

-Banyak lapisan ais dan air cair dengan amonia

-Kerak ais paling luar.

Gambar 4. Struktur dalaman Titan, mengikut model teori. Sumber: Wikimedia Commons. Kelvinsong / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

Rajah juga menunjukkan lapisan atmosfera yang padat yang menutupi permukaan, di mana lapisan sebatian organik dari jenis tholin yang disebutkan di atas menonjol, dan akhirnya lapisan kabut yang lebih luaran dan lemah.

geologi

Siasatan Cassini, yang mendarat di Titan pada tahun 2005, menyelidiki satelit tersebut menggunakan kamera inframerah dan radar, yang mampu menembus atmosfer yang padat. Gambar menunjukkan geologi yang berbeza-beza.

Walaupun Titan dibentuk bersama dengan anggota sistem suria yang lain lebih dari 4.5 bilion tahun yang lalu, permukaannya lebih baru, sekitar 100 juta tahun menurut anggaran. Itu mungkin berkat aktiviti geologi yang hebat.

Imej menampakkan bukit berais dan permukaan licin dengan warna lebih gelap.

Terdapat sedikit kawah, kerana aktiviti geologi menghapusnya tidak lama setelah terbentuk. Beberapa saintis menyatakan bahawa permukaan Titan mirip dengan gurun Arizona, walaupun ais menggantikan batu.

Batang ais yang bulat lembut dijumpai di lokasi keturunan penyiasat, seolah-olah cairan telah membentuknya sejak dulu.

Terdapat juga bukit-bukit yang dilapisi saluran perlahan-lahan menuruni dataran dan tasik metana yang dijelaskan di atas, serta pulau-pulau. Tasik ini adalah badan cair stabil pertama yang dijumpai di tempat di luar Bumi itu sendiri dan terletak berhampiran dengan kutub.

Gambar 5. Gambar Titan yang diambil oleh probe Huygens pada ketinggian 10 km. Sumber: ESA / NASA / JPL / Universiti Arizona / Domain awam.

Lega pada amnya tidak begitu ketara pada Titan. Pergunungan tertinggi mencapai ketinggian sekitar satu atau dua kilometer, menurut data altimetrik.

Sebagai tambahan kepada ciri-ciri ini, di Titan terdapat bukit pasir yang disebabkan oleh pasang surut, yang seterusnya menghasilkan angin kencang di permukaan satelit.

Sebenarnya, semua fenomena ini berlaku di Bumi, tetapi dengan cara yang sangat berbeza, kerana di Titan metana menggantikan air, dan juga jauh dari Matahari.

Rujukan

1. Eales, S. 2009. Planet dan Sistem Planet. Wiley-Blackwell.
2. Kutner, M. 2003. Astronomi: perspektif fizikal. Akhbar Universiti Cambridge.
3. Institut Astrobiologi NASA. NASA Menemui Bulan Saturnus Mempunyai Bahan Kimia Yang Boleh Membentuk 'Membran'. Dipulihkan dari: nai.nasa.gov.
4. Institut Astrobiologi NASA. Apa yang ada di dunia tholins? Dipulihkan dari: planetary.org.
5. Pasachoff, J. 2007. Cosmos: Astronomi di Alaf baru. Edisi ketiga. Thomson-Brooks / Cole.
6. Seeds, M. 2011. Sistem Suria. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
7. Sains Harian. Bukti perubahan musim, hujan di bulan Saturnus Titan utara kutub. Dipulihkan dari: sciencedaily.com.
8. Wikipedia. Titan (bulan). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.