سالروز ولادت امام هادی سلام الله علیه مبارک باد.

ویژگی‌های تیتان قمر زحل

ویژگی‌های تیتان قمر زحل

ویژگی‌های تیتان قمر زحل چیست: تیتان بزرگ‌ترین قمر سیاره زحل است و پس از گانیمد (قمر سیاره مشتری) دومین قمر بزرگ منظومه شمسی نیز محسوب می‌شود. قطر تیتان ۵۱۴۹.۵ کیلومتر و لذا از سیاره عطارد نیز بزرگتر است. در واقع، تیتان بیشتر شبیه سیاره است تا قمر. تیتان جو متراکمی دارد و تنها قمر منظومه شمسی است که اتمسفر چشمگیری دارد. سطح تیتان حاوی دریاچه‌هایی از متان و اتان مایع است و نیز در جو آن پدیده‌هایی مثل ابر و باران مشاهده می‌شود. لذا از این حیث، تیتان تنها جرم آسمانیِ منظومه شمسی است که ویژگی‌هایی شبیه زمین دارد. در ادامه، ویژگی‌های تیتان قمر زحل را با جزییات بیشتری بررسی می‌کنیم.

ویژگی‌های تیتان قمر زحل

زحل در زمره سیاره‌های گازی و نیز یکی از چهار سیاره بیرونی منظومه شمسی است و چون بسیار از خورشید دور است، سطح بسیار سرد و منجمدی دارد. لذا عجیب نیست که قمرهای زحل نیز مثل سیاره‌‌ی مرکزی‌شان سرد باشند. برای مثال، انسلادوس از دیگر اقمار زحل، کاملا منجمد و پوشیده از یخ است. تیتان مثل انسلادوس کاملا منجمد نیست اما بسیار سرد و دمای سطح آن منفی ۱۷۹ درجه سانتی‌گراد است. فاصله تیتان تا زحل بیش از ۱.۲ میلیون کیلومتر است و در کمتر از ۱۶ روز زحل را دور می‌زند. در ادامه ویژگی‌های تیتان قمر زحل را از جنبه‌های مختلف بررسی می‌کنیم و به ویژگی‌هایی مثل جو و آب‌وهوای تیتان، ساختار داخلی تیتان و همچنین به دریاچه‌ها و کوه‌های آن می‌پردازیم.

دمای تیتان

سطح تیتان از جهاتی شبیه زمین اما بسیار سردتر است. دمای سطح تیتان منفی ۱۷۹ درجه سانتی‌گراد است. اگر تیتان مقداری گرم‌تر بود، شرایط لازم برای نوعی حیات را احراز می‌کرد. تصور می‌شود که هسته تیتان هنوز داغ باشد.

جو تیتان

یکی از ویژگی‌های تیتان قمر زحل، جو سنگین و مه‌آلود آن است. ضخامت جو تیتان دست‌کم حدود ۱۰۰۰ کیلومتر و ترکیب غلیظی عمدتا متشکل از نیتروژن و کمی متان و هیدروژن است. ابرهای متان و اتان و مه‌دودهای غلیظ آلی (ارگانیک) از دیگر ویژگی‌های تیتان قمر زحل هستند.

ویژگی‌های تیتان قمر زحل: جو تیتان

عکس ۱. جو تیتان از دید کاوشگر کاسینی


همانطور که گفتیم، تیتان پس از زمین تنها جرم آسمانی در منظومه شمسی است که جو چشمگیری دارد. جو تیتان متراکم‌تر از جو زمین و فشار جوّیِ سطحِ تیتان یک‌ونیم برابرِ فشار جویِ زمین است. گفته می‌شود که فشار جویِ قوی و در عین حال گرانش ضعیف تیتان سبب می‌شود تا انسان بتواند تنها با تکان دادن بازوهای خود روی سطح تیتان پرواز کند (البته اگر روزی بتواند به تیتان سفر کند).  ابرهای متان و نیتروژن موجود در جو تیتان باران تولید می‌کنند و با بارش آن‌ها روی سطح تیتان دریاچه‌هایی از جنس متان پدید می‌آید.

تصویر گرافیکی ترکیب‌های مختلف آب‌وهوای تیتان: متان (CH4)؛ اتان (C2H6)؛ آمونیاک (NH3)؛ نیتروژن (N2) و البته آب (H2O) است. (ارتفاع بر حسب کیلومتر، دما بر حسب کلوین، فشار بر حسب بار)

تصویر ۲. تصویر گرافیکی از ترکیب‌های مختلف آب‌وهوای تیتان: متان (CH4)؛ اتان (C2H6)؛ آمونیاک (NH3)؛ نیتروژن (N2) و البته آب (H2O) است. (ارتفاع بر حسب کیلومتر، دما بر حسب کلوین، فشار بر حسب بار) برای دیدن تصویر در اندازه بزرگتر، روی آن کلیک کنید.


ویژگی‌های سطح تیتان

کاوشگر کاسینی در پروازهای متعددش، سطح تیتان را به طرق مختلف بررسی کرد و توانست سطح تیتان را از ورای جو مبهم‌اش رصد کند. از تصاویر چنین برمی‌آید که تیتان سطح صافی دارد که مناطق تاریک وسیعی روی آن به چشم می‌خورد.

یکی از نواحی تیره تیتان موسوم به شانگری-لا

عکس ۳. یکی از نواحی تیره تیتان موسوم به شانگری-لا (Shangri-la)


ابتدا گمان می‌رفت که نواحی تاریک، اقیانوس‌هایی از متان مایع باشند، اما رصدهای دقیق‌تر نشان داد که دشت‌های وسیعی متشکل از تپه‌های شنی عظیم هستند که ارتفاع‌شان بیش از ۳۰۰ متر، عرض آن‌ها حدود ۲۲۵ متر و طول‌شان بین ۱۶ تا ۱۶۰ کیلومتر است. در سایر مناطق تیتان پدیده‌های جغرافیایی متعددی شبیه زمین وجود دارد.

تپه بلت (Belet Dune)

عکس ۴. تپه بلت (Belet Dune) روی قمر تیتان


رودها و دریاچه‌های تیتان

دانشمندان مطمئن هستند که تیتان اقیانوس‌‌های حاوی متان ندارد اما سه دریاچه بسیار بزرگ دارد که محققان از فرط بزرگی به آن‌ها دریا می‌گویند. در کل تیتان حدود ۳۵ نمونه از این نوع آبگیرهای کوچک و بزرگ دارد که حاوی متان مایع یا اتان مایع هستند و عمق‌شان حدودا ۳ تا ۸ متر است.

در تیتان رودهای حاوی متان هم کشف شده است؛ یکی از آن‌ها رودی موسوم به لیژیا مار (Ligeia Mare) به طول ۴۰۰ کیلومتر است. نمونه‌هایی از بسترهای خشک رودخانه نیز روی تیتان به چشم می‌خورند.

 

کوه‌ها و یخ‌فشان‌های تیتان

سطح تیتان در کل نسبتاً هموار است، اما چند کوه‌ نیز روی آن وجود دارد. کاوشگر کاسینی در سال ۲۰۰۶ رشته‌کوهی را در نیمه‌ی جنوبی تیتان کشف کرد که طولش ۱۵۰ کیلومتر، عرضش حدود ۳۰ کیلومتر و ارتفاعش تقریبا ۱.۵ کیلومتر است. تصور بر این است که کوه‌های سطح تیتان نیز تحت تاثیر عواملی شبیه به عوامل رخ‌داده در زمین پدید آمده‌اند.

همچنین شواهدی احتمالی مبنی بر فعالیت‌های یخ‌فشانی روی تیتان نیز مطرح است که البته صحت‌ آن هنوز اثبات نشده است. یخ‌فشان پدیده‌ای شبیه آتشفشان است که به‌جای گدازه‌های مذاب، موادی مثل آب و آمونیاک را عمدتا بشکل منجمد بیرون می پاشد.

ویژگی‌های تیتان قمر زحل: دریاچه

تصویر ۵. دریاچه بزرگ لیژیا مار (Ligeia Mare) در منطقه قطب شمال تیتان


مطلب مرتبط: مشخصات تیتان بزرگترین قمر زحل


ویژگی‌های تیتان قمر زحل: ساختار داخلی

احتمالا تیتان به نسبت مساوی حاوی یخ و سنگ است. نتایج حاصل از بررسی‌های مختلف نشان می‌دهند تیتان هسته‌ی بزرگی به شعاع ۱۶۰۰ کیلومتر دارد. هسته تیتان را لایه‌های مختلفی از آب منجمد پوشانده است. چون هسته تیتان نسبتا داغ است، ممکن است در لایه‌های زیرین تیتان اقیانوسی متشکل از آب و آمونیاک وجود داشته باشد. داده‌های حاصل از مشاهدات بعدی کاوشگر کاسینی نشان داد که پوسته‌ی تیتان با لایه‌ی درونی قمر پیوند محکمی ندارد، لذا وجود اقیانوس زیرسطحی در تیتان بیشتر یک احتمال است تا یک امکان.

ویژگی‌های تیتان قمر زحل: ساختار داخلی

تصویر ۶. ساختار داخلی تیتان، بزرگترین قمر زحل


چرا رنگ تیتان نارنجی است؟

در تصویر ۲، بالاترین لایه جو تیتان را که مهِ تولین (Tholin haze) نام دارد، ببینید. تولین‌ها مولکول‌های پیچیده‌ای هستند که از تابش پرتوهای فرابنفش خورشید بر متان یا اتان تشکیل می‌شوند و رنگ‌شان نارنجی-قهوه‌ای است. تیتان نیز به‌سبب وجود همین مولکول‌ها از فضا نارنجی دیده می‌شود. لذا بیشتر تصاویر نجومی از تیتان در واقع، نه سطح آن بلکه جو آن‌را نشان می‌دهند.

ویژگی‌های تیتان قمر زحل: رنگ تیتان

عکس ۷. رنگ ظاهری تیتان ناشی از وجود مولکول‌هایی موسوم به تولین در جو آن است.


فرود کاوشگر هیوجنس روی تیتان

اواخر سال ۲۰۰۴ میلادی کاوشگر کاسینی ماه‌نشینی موسوم به هیوجنس را در فضا رها کرد تا طبق برنامه، روی سطح تیتان بنشیند. هیوجنس ۱۴ ژانویه ۲۰۰۵ روی تیتان فرود آمد تا پس از مریخ، نخستین شیء مصنوعی فرودآمده روی جرمی از اجرام منظومه شمسی باشد.

عکسی از تیتان شبیه نوارهای ساحلیِ زمین؛ این عکس را قمرنشینِ هیوجنس ثبت کرد.

عکس ۸. عکسی از تیتان شبیه نوارهای ساحلیِ زمین؛ این عکس را قمرنشینِ هیوجنس ثبت کرد.

چشم‌اندازی که هیوجنس از تیتان به زمین مخابره کرد، دشتی از سنگ را نشان می‌داد. هر ماده خاک‌مانندی که در تصویر می‌بینید، حاصل نم‌نم باران‌هایی است که از ابرهای متان موجود در جو تیتان روی این قمر می‌بارد.


کوتاه درباره ویژگی‌های تیتان قمر زحل

  • قطر تیتان ۱.۵ برابر قطر ماه است و لذا یکی از بزرگترین قمرهای منظومه شمسی به شمار می‌آید.
  • در سطح تیتان دریاچه‌هایی از جنس هیدروکربن مایع و نیز دهانه‌های یخ‌فشان وجود دارد.
  • احتمالا تیتان ساختاری متشکل از لایه‌های متعدد دارد. هسته آن سنگی است و لایه‌هایی از یخ‌های بلوری آن‌را احاطه کرده‌اند. به نظر می‌رسد که هسته تیتان عنوز داغ و شامل لایه‌ای از آب و آمونیاک مایع است.
  • مثل بسیاری از قمرهای دیگر، دوره چرخش و دوره گردش تیتان یکسان است؛ یعنی مدت زمانی که طول می‌کشد تا تیتان یک‌بار حول محورش بچرخد برابر با مدت گردش تیتان حول سیاره‌ی خود یعنی زحل است.
  • ممکن است تیتان از تجمع مواد به‌جای مانده از پیدایش زحل پدید آمده باشد. و شاید برخورد اجرام آسمانی غول‌پیکر با تیتان و سایر قمرهای زحل را جابه‌جا کرده و به مدار فعلی‌شان رانده باشد.

جدول ویژگی‌های تیتان قمر زحل

قطر تیتان

۵۱۴۹/۴ کیلومتر

جرم تیتان

۱.۳۵ x 10۲۳ کیلوگرم

(۱.۸ برابر جرم ماه)

سیاره‌ای که تیتان حول آن گردش می‌کند

زحل

طول مدار گردش تیتان حول زحل

۱,۲۲۱,۸۶۵ کیلومتر

مدت هر گردش تیتان حول زحل

۱۵.۹ روز

دمای سطح تیتان

منفی ۱۷۹ درجه سانتی‌گراد

تاریخ کشف

۲۵ مارس ۱۶۵۵

کاشف

کریستیان هیوجنس


مأخذ ۱