Als die Huygens-Sonde der Europäischen Weltraumorganisation im letzten Monat den Saturnmond Titan besuchte, fiel die Sonde durch feuchte Wolken. Es fotografierte Flusskanäle und Strände und Dinge, die wie Inseln aussehen. Schließlich landete Huygens im wirbelnden Nebel und landete im Schlamm.
Um es kurz zu machen, Titan ist nass.
Christian Huygens wäre kein bisschen überrascht gewesen. 1698, dreihundert Jahre bevor die Huygens-Sonde die Erde verließ, schrieb der niederländische Astronom folgende Worte:
„Da es sicher ist, dass Erde und Jupiter ihr Wasser und ihre Wolken haben, gibt es keinen Grund, warum die anderen Planeten ohne sie sein sollten. Ich kann nicht sagen, dass sie mit unserem Wasser genau gleich sind. aber dass sie flüssig sein sollten, erfordert ihre Verwendung, da ihre Schönheit es tut, dass sie klar sind. Unser Wasser in Jupiter oder Saturn würde aufgrund der großen Entfernung der Sonne sofort gefroren sein. Jeder Planet muss daher sein eigenes Wasser haben, das nicht Frost ausgesetzt ist. “
Huygens entdeckte Titan 1655, weshalb die Sonde nach ihm benannt ist. In jenen Tagen war Titan nur ein Nadelstich des Lichts in einem Teleskop. Huygens konnte Titans Wolken, die vom Regen schwanger waren, oder Titans Hänge, die von rauschenden Flüssigkeiten geformt wurden, nicht sehen, aber er hatte eine gute Vorstellung.
Titans "Wasser" ist flüssiges Methan, CH4, besser bekannt auf der Erde als Erdgas. Normales Erdwasser, H2O, würde auf Titan fest gefroren sein, wo die Oberflächentemperatur 290 ° F unter Null liegt. Methan hingegen ist eine fließende Flüssigkeit von „einem Temperament, das nicht Frost ausgesetzt ist“.
Jonathan Lunine, Professor an der Universität von Arizona, ist Mitglied des Missionsteams von Huygens. Er und seine Kollegen glauben, dass Huygens im Titan-Äquivalent von Arizona gelandet ist, einem meist trockenen Gebiet mit kurzen, aber intensiven Regenzeiten.
"Die Flusskanäle in der Nähe der Huygens-Sonde sehen jetzt leer aus", sagt Lunine, aber in letzter Zeit waren Flüssigkeiten dort, glaubt er. Kleine Steine, die um den Landeplatz herum verstreut sind, sind überzeugend: Sie sind glatt und rund wie Flussfelsen auf der Erde und "sie sitzen in kleinen Vertiefungen, die anscheinend von rauschenden Flüssigkeiten gegraben wurden".
Die Quelle all dieser Nässe könnte Regen sein. Die Atmosphäre des Titanen ist "feucht", was bedeutet, dass es reich an Methan ist. Niemand weiß, wie oft es regnet, "aber wenn es regnet", sagt Lunine, "ist die Dampfmenge in der Atmosphäre um ein Vielfaches höher als in der Erdatmosphäre, so dass Sie sehr intensive Schauer bekommen können."
Und vielleicht auch Regenbogen. „Die Zutaten für einen Regenbogen sind Sonnenlicht und Regentropfen. Titan hat beides “, sagt Les Cowley, Experte für atmosphärische Optik.
Auf der Erde bilden sich Regenbogen, wenn Sonnenlicht in transparente Wassertropfen fällt und aus diesen austritt. Jedes Tröpfchen wirkt wie ein Prisma und verbreitet Licht in das bekannte Farbspektrum. Auf Titan würden sich Regenbogen bilden, wenn Sonnenlicht in Methantröpfchen ein- und ausfällt, die wie Wassertropfen transparent sind.
"Ihre Schönheit erfordert, dass sie klar sind ..."
„Ein Methanregenbogen wäre größer als ein Wasserregenbogen“, bemerkt Cowley, „mit einem Primärradius von mindestens 49 ° für Methan gegenüber 42,5 ° für Wasser. Dies liegt daran, dass sich der Brechungsindex von flüssigem Methan (1,29) von dem von Wasser (1,33) unterscheidet. “ Die Reihenfolge der Farben wäre jedoch dieselbe: Blau innen und Rot außen, mit einem Hauch von Orange, der durch den orangefarbenen Himmel des Titanen verursacht wird.
Ein Problem: Regenbogen brauchen direktes Sonnenlicht, aber der Himmel von Titan ist sehr trüb. "Sichtbare Regenbogen auf Titan könnten selten sein", sagt Cowley. Auf der anderen Seite können Infrarot-Regenbogen häufig sein.
Der Atmosphärenforscher Bob West vom Jet Propulsion Laboratory der NASA erklärt: „Die Atmosphäre des Titanen ist bei infraroten Wellenlängen größtenteils klar. Deshalb fotografiert das Cassini-Raumschiff Titan mit einer Infrarotkamera. " Infrarot-Sonnenstrahlen würden kaum Probleme haben, in die trübe Luft einzudringen und Regenbogen zu erzeugen. Der beste Weg, sie zu sehen: Infrarot-Nachtsichtbrillen.
All das Gerede von Regen und Regenbogen und Schlamm lässt flüssiges Methan wie gewöhnliches Wasser klingen. Es ist nicht. Folgendes berücksichtigen:
Die Dichte von flüssigem Methan beträgt nur etwa die Hälfte der Dichte von Wasser. Dies müsste beispielsweise ein Bootsbauer auf Titan berücksichtigen. Boote schwimmen, wenn sie weniger dicht sind als die Flüssigkeit unter ihnen. Ein Titan-Boot müsste besonders leicht sein, um in einem flüssigen Methanmeer zu schwimmen. (Es ist nicht so verrückt, wie es sich anhört. Zukünftige Entdecker werden Titan besuchen wollen und Boote könnten eine gute Möglichkeit sein, sich fortzubewegen.)
Flüssiges Methan hat auch eine niedrige Viskosität (oder "Gooiness") und eine niedrige Oberflächenspannung. Siehe die folgende Tabelle. Oberflächenspannung verleiht Wasser seine gummiartige Haut und lässt auf der Erde Wasserwanzen über Teiche huschen. Eine Wasserwanze auf Titan würde sofort in einen Teich mit schwachem Methan sinken. Auf der positiven Seite könnte Titans niedrige Schwerkraft, nur ein Siebtel der Erdschwerkraft, es der Kreatur ermöglichen, wieder herauszuklettern.
Zurück zu den Booten: Propeller, die Methan abgeben, müssten extra breit sein, um genug von der dünnen Flüssigkeit für den Antrieb zu „greifen“. Sie müssten auch aus speziellen Materialien hergestellt sein, die bei kryogenen Temperaturen rissbeständig sind.
Und pass auf diese Wellen auf! Die europäischen Wissenschaftler John Zarnecki und Nadeem Ghafoor haben berechnet, wie Methanwellen auf Titan aussehen könnten: siebenmal höher als typische Erdwellen (hauptsächlich wegen der geringen Schwerkraft des Titanen) und dreimal langsamer, "um Surfern eine wilde Fahrt zu ermöglichen", sagt Ghafoor.
Nicht zuletzt ist flüssiges Methan brennbar. Titan entzündet sich nicht, weil die Atmosphäre so wenig Sauerstoff enthält - ein Schlüsselbestandteil für die Verbrennung. Wenn Entdecker eines Tages Titan besuchen, müssen sie mit ihren Sauerstofftanks vorsichtig sein und dem Drang widerstehen, Feuer mit „Wasser“ zu löschen.
Infrarot-Regenbogen, hoch aufragende Wellen, Meere, die den Seeleuten zuwinken. Huygens sah keines dieser Dinge, bevor es in den Schlamm fiel. Existieren sie wirklich?
"... es gibt keinen Grund, warum die anderen Planeten ohne sie sein sollten."
Originalquelle: [E-Mail geschützt]
