De vloeibare koolwaterstofzeeën, -meren en -rivieren op de maan Titan vertonen tekenen van actieve getijden, stromingen en golven. Ook bevatten ze variërende samenstellingen van methaan en ethaan.
Onze meest gedetailleerde blik tot nu toe op de vreemde meren van Saturnus’ maan Titan onthult een grote variatie. De ‘waterhuishouding’ van Titan is vergelijkbaar met de combinatie van zoetwaterrivieren en zoute oceanen op aarde.
Titan
In tegenstelling tot de wateroceanen op aarde bestaan de meren van Titan uit methaan en ethaan. Deze stoffen zijn vloeibaar bij de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van Titan van ongeveer -179 graden Celsius.
Sterrenkundige Yamila Miguel: ‘Ik verbind onze kennis van het zonnestelsel met exoplanetenonderzoek’
Welke moleculen zweven er rond in de atmosferen van planeten rond verre sterren? En hoe ziet het binnenste van onze ‘eigen’ Jupiter eruit? Met die ...
Radarmetingen van NASA’s Cassini-ruimtevaartuig, dat tussen 2004 en 2017 in een baan rond Saturnus draaide, wezen op verschillen in de eigenschappen van de meren, bijvoorbeeld in de samenstelling en de golven op het oppervlak. De signalen bevatten echter niet genoeg informatie om meren van elkaar te onderscheiden.
Met behulp van een andere radartechniek brachten radarwetenschapper Valerio Poggiali van de Cornell-universiteit in New York en zijn collega’s de samenstelling en het oppervlak van de zeeën van Titan opnieuw in kaart. ‘Hoe noordelijker je gaat, hoe schoner en zuiverder de zeeën zijn; ze worden meer gedomineerd door methaan’, zegt Poggiali. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.
Radiosignalen
Onderzoekers voerden eerdere radarmetingen uit met behulp van signalen die werden uitgezonden en ontvangen op dezelfde locatie, op de Cassini-sonde. Dit betekent dat de weerkaatste radiogolven gepolariseerd zijn in één richting.
Poggiali en zijn team vingen daarentegen radiosignalen op met radioantennes van NASA op de aarde. De signalen waren afkomstig van Cassini’s radar, en werden weerkaatst door het oppervlak van de meren op Titan, richting de antennes op aarde. Door de minder scherpe weerkaatsingshoek kan het signaal dan twee soorten gepolariseerde golven bevatten. Daardoor kregen Poggiali en zijn collega’s meer informatie over de eigenschappen van de meren.
Ze ontdekten dat veel van de rivieren en mondingen die de meren voedden ruwe oppervlakten hebben. Dit komt waarschijnlijk door golven die door de wind worden opgezweept. Dit zou een teken kunnen zijn van actieve getijden of stromingen die de meren voeden, zegt Poggiali.
‘Activiteit op het oppervlak van de zeeën is superbelangrijk als je een toekomstige missie wilt plannen, zoals een Titan-onderzeeër, maar ook om de omgeving van Titan beter te kunnen begrijpen in termen van wind en de atmosferische kenmerken’, zegt hij.
Methaan
Het team ontdekte ook dat de rivieren een hogere gehalte aan methaan hebben voordat ze in de meren uitmonden. Dit zou kunnen helpen om de methaan- en ethaancyclus op Titan te volgen, zegt natuurkundige Ingo Mueller-Wodarg van het Imperial College in Londen.
‘Als een zoete rivier een grote zoute oceaan op aarde binnenkomt, dan zie je dat het zeewater in de buurt van de riviermonding een lager zoutgehalte heeft’, zegt Mueller-Wodarg. ‘Hier gebeurt iets soortgelijks, alleen gaat het hier niet om het zoutgehalte, maar om de verhouding van methaan en ethaan.’
