Saturnus (82)

Saturnus heeft 82 manen. Drieënvijftig manen zijn bevestigd en benoemd en nog eens 29 manen wachten op bevestiging van ontdekking en officiële naamgeving. De manen van Saturnus variëren in grootte van groter dan de planeet Mercurius – de gigantische maan Titan – tot zo klein als een sportarena. De manen vormen, dragen bij en verzamelen ook materiaal van de ringen en magnetosfeer van Saturnus.

Hieronder ziet u een kort overzicht van een aantal van die manen:

Twee manen waarin de wetenschap geïnteresseerd is:

Enceladus

Op 9 oktober 2008, net nadat hij binnen 25 kilometer (15,6 mijl) van het oppervlak van Enceladus was gekomen, legde NASA’s Cassini dit verbluffende mozaïek vast terwijl het ruimtevaartuig wegsnelde van deze geologisch actieve maan van Saturnus. 
Afbeelding tegoed: NASA/JPL/Space Science Institute

Overzicht

Weinig werelden in ons zonnestelsel zijn zo fascinerend als Saturnus’ ijzige oceaanmaan Enceladus. Van een handvol werelden wordt gedacht dat ze oceanen met vloeibaar water onder hun bevroren schil hebben, maar Enceladus spuit de oceaan de ruimte in waar een ruimtevaartuig het kan bemonsteren. Uit deze monsters hebben wetenschappers vastgesteld dat Enceladus de meeste chemische ingrediënten bevat die nodig zijn voor het leven, en waarschijnlijk hydrothermale ventilatieopeningen heeft die heet, mineraalrijk water in de oceaan spuwen.

Enceladus is ongeveer zo breed als Arizona en heeft ook het witste, meest reflecterende oppervlak in het zonnestelsel. De maan creëert een eigen ring terwijl hij om Saturnus draait – zijn nevel van ijzige deeltjes verspreidt zich in de ruimte rond zijn baan en cirkelt rond de planeet om de E-ring van Saturnus te vormen.

Enceladus is vernoemd naar een reus uit de Griekse mythologie.

Foto’s van het Voyager-ruimtevaartuig in de jaren tachtig gaven aan dat, hoewel deze maan klein is – slechts ongeveer 500 kilometer in doorsnee – het ijzige oppervlak op sommige plaatsen opmerkelijk glad is en overal helder wit. Enceladus is zelfs het meest reflecterende lichaam in het zonnestelsel. Decennialang wisten wetenschappers niet waarom.

Omdat Enceladus zoveel zonlicht weerkaatst, is de oppervlaktetemperatuur extreem koud, ongeveer min 330 graden Fahrenheit (min 201 graden Celsius). Maar het is niet zo koud en inactief als het lijkt.

Een 3D-model van Saturnusmaan Enceladus, een ijzige maan met een verborgen ondergrondse oceaan. Credit: NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD)

Ongeveer zo breed als Arizona, draait Enceladus om Saturnus op een afstand van 148.000 mijl (238.000 kilometer) tussen de banen van twee andere manen, Mimas en Tethys. Enceladus is getijde vergrendeld met Saturnus, met hetzelfde gezicht naar de planeet. Het voltooit elke 32,9 uur een baan binnen het dichtste deel van de E-ring van Saturnus. Ook zit Enceladus, net als sommige andere manen in de uitgebreide stelsels van de reuzenplaneten, gevangen in wat een orbitale resonantie wordt genoemd, dat wil zeggen wanneer twee of meer manen met regelmatige tussenpozen op één lijn liggen met hun moederplaneet en door zwaartekracht op elkaar inwerken. Enceladus draait twee keer om Saturnus elke keer dat Dione, een grotere maan, eenmaal in een baan om de aarde draait. Dione’s zwaartekracht rekt de baan van Enceladus uit tot een elliptische vorm, dus Enceladus is soms dichterbij en andere keren verder van Saturnus, waardoor getijdenwarmte in de maan ontstaat.

Delen van Enceladus vertonen kraters met een diameter tot 35 kilometer, terwijl andere regio’s weinig kraters hebben, wat wijst op grote opduikende gebeurtenissen in het geologisch recente verleden. Met name het zuidpoolgebied van Enceladus is vrijwel geheel vrij van inslagkraters. Het gebied is ook bezaaid met ijsblokken ter grootte van een huis en gebieden die zijn uitgehouwen door tektonische patronen die uniek zijn voor dit gebied van de maan.

In 2005 ontdekte NASA’s Cassini-ruimtevaartuig dat ijskoude waterdeeltjes en gas met ongeveer 800 mijl per uur (400 meter per seconde) van het maanoppervlak gutsen. De uitbarstingen lijken continu te zijn en genereren een enorme halo van fijn ijsstof rond Enceladus, dat materiaal levert aan de E-ring van Saturnus. Slechts een klein deel van het materiaal komt echter in de ring terecht en het meeste valt als sneeuw terug naar het maanoppervlak, waardoor Enceladus helderwit blijft.

NASA’s Cassini-ruimtevaartuig maakte deze afbeelding van Enceladus op 30 november 2010. De schaduw van het lichaam van Enceladus op de lagere delen van de jets is duidelijk zichtbaar. 
Afbeelding tegoed: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

De waterstralen komen van relatief warme breuken in de korst, die wetenschappers informeel de ’tijgerstrepen’ noemen. Verschillende gassen, waaronder waterdamp, kooldioxide, methaan, misschien een beetje ammoniak en ofwel koolmonoxide of stikstofgas vormen het gasvormige omhulsel van de pluim, samen met zouten en silica. En de dichtheid van organische materialen in de pluim was ongeveer 20 keer groter dan wetenschappers hadden verwacht.

Uit zwaartekrachtmetingen op basis van het Doppler-effect en de grootte van de zeer lichte schommeling van de maan terwijl deze om Saturnus draait, hebben wetenschappers vastgesteld dat de jets werden gevoed door een wereldwijde oceaan in de maan. Wetenschappers denken dat de ijsschil van de maan zo dun kan zijn als een halve mijl tot 3 mijl (1 tot 5 kilometer) aan de zuidpool. De gemiddelde wereldwijde dikte van het ijs wordt geschat op ongeveer 12 tot 16 mijl (20 tot 25 kilometer).

Aangezien de oceaan in Enceladus de jets levert, en de jets de E-ring van Saturnus produceren, is het bestuderen van materiaal in de E-ring het bestuderen van de oceaan van Enceladus. De E-ring is meestal gemaakt van ijsdruppels, maar daaronder zijn eigenaardige nanokorrels van silica, die alleen kunnen worden gegenereerd waar vloeibaar water en gesteente op elkaar inwerken bij temperaturen boven ongeveer 200 graden Fahrenheit (90 graden Celsius). Dit wijst, naast ander bewijs, op hydrothermale openingen diep onder de ijzige schaal van Enceladus, niet anders dan de hydrothermale openingen op de oceaanbodem van de aarde.

Met zijn wereldwijde oceaan, unieke chemie en interne hitte is Enceladus een veelbelovende leider geworden in onze zoektocht naar werelden waar leven zou kunnen bestaan.

Ontdekking

De Britse astronoom William Herschel zag Enceladus op 28 augustus 1789 in een baan om Saturnus draaien.

Hoe Enceladus zijn naam kreeg

Enceladus is vernoemd naar de reus Enceladus uit de Griekse mythologie. De zoon van William Herschel, John Herschel, suggereerde de naam in zijn publicatie uit 1847, Results of Astronomical Observation made at the Kaap de Goede Hoop, waarin hij namen suggereerde voor de eerste zeven ontdekte Saturnische manen. Hij koos deze namen in het bijzonder omdat Saturnus, in de Griekse mythologie bekend als Cronus, de leider van de Titanen was.

Korte feiten

Ontdekt
28 augustus 1789

Typ
IJzige maan

Diameter
313 miles (504 kilometers)

Omlooptijd
32,9 uur

Duur van de dag
32,9 uur

Massa
Ongeveer 680 keer minder dan de maan van de aarde

Aanvullende bronnen

https://saturn.jpl.nasa.gov 
https://saturn.jpl.nasa.gov/science/enceladus/ 
https://saturn.jpl.nasa.gov/news/3023/hydrothermal-activity/ 
https:/ /saturn.jpl.nasa.gov/news/3020/the-moon-with-the-plume/ 
https://saturn.jpl.nasa.gov/news/3021/put-a-ring-on-it/ 
https ://saturn.jpl.nasa.gov/news/3022/free-samples/


Titan.

Saturnus’ grootste maan Titan is een buitengewone en uitzonderlijke wereld. Onder de meer dan 150 bekende manen van ons zonnestelsel is Titan de enige met een substantiële atmosfeer. En van alle plaatsen in het zonnestelsel is Titan de enige plaats naast de aarde waarvan bekend is dat er vloeistoffen in de vorm van rivieren, meren en zeeën op het oppervlak zijn.

Het laatste nieuws feit:

Titan is groter dan de planeet Mercurius en is de op één na grootste maan in ons zonnestelsel. Jupiters maan Ganymedes is net iets groter (ongeveer 2 procent). De atmosfeer van Titan bestaat grotendeels uit stikstof, zoals die van de aarde, maar met een oppervlaktedruk die 50 procent hoger is dan die van de aarde. Titan heeft wolken, regen, rivieren, meren en zeeën van vloeibare koolwaterstoffen zoals methaan en ethaan. De grootste zeeën zijn honderden meters diep en honderden kilometers breed. Onder de dikke korst van waterijs van Titan is meer vloeibaar – een oceaan die voornamelijk uit water bestaat in plaats van methaan. Het ondergrondse water van Titan zou een plek kunnen zijn om het leven te herbergen zoals we dat kennen, terwijl de oppervlaktemeren en zeeën van vloeibare koolwaterstoffen mogelijk leven kunnen herbergen dat andere chemie gebruikt dan we gewend zijn – dat wil zeggen, leven zoals we dat nog niet kennen het. Titan kan ook een levenloze wereld zijn.

NASA’s Cassini-ruimtevaartuig kijkt naar de nachtzijde van de grootste maan van Saturnus en ziet zonlicht verstrooien door de periferie van de atmosfeer van Titan en een ring van kleur vormen. 
Afbeelding tegoed:  NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Een reus van een maan verschijnt voor een reus van een planeet die seizoensveranderingen ondergaat in deze natuurlijke kleurenweergave van Titan en Saturnus van NASA’s Cassini-ruimtevaartuig. 
Afbeelding tegoed:  NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
Deze afbeelding toont de eerste flits van zonlicht die weerkaatst wordt door een koolwaterstofmeer op Saturnusmaan Titan. 
De glinstering van een spiegelachtig oppervlak staat bekend als een spiegelende reflectie. 
Dit soort glinstering werd op 8 juli 2009 gedetecteerd door de visuele en infrarood mapping-spectrometer (VIMS) van NASA’s Cassini-ruimtevaartuig. Het bevestigde de aanwezigheid van vloeistof op het noordelijk halfrond van de maan, waar meren talrijker en groter zijn dan die in het zuidelijke halfrond. halfrond. 
Wetenschappers die VIMS gebruikten, hadden in 2008 de aanwezigheid van vloeistof in Ontario Lacus, het grootste meer op het zuidelijk halfrond, bevestigd. Image Credit: NASA/JPL/University of Arizona/DLR
Deze afbeelding in natuurlijke kleuren toont de bovenste atmosfeer van Titan – een actieve plaats waar methaanmoleculen worden afgebroken door ultraviolet licht van de zon en de bijproducten worden gecombineerd om verbindingen zoals ethaan en acetyleen te vormen. 
De waas verstrooit bij voorkeur blauwe en ultraviolette golflengten van licht, waardoor de complexe gelaagde structuur beter zichtbaar is bij de kortere golflengten die in deze afbeelding worden gebruikt. 
Afbeelding tegoed: NASA/JPL/Space Science Institute
NASA’s Cassini-ruimtevaartuig ziet heldere methaanwolken drijven in de zomerhemel van Saturnusmaan Titan, samen met donkere koolwaterstofmeren en zeeën rond de noordpool. 
Afbeelding tegoed: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

10 dingen die u moet weten over Titan

Wist u?

Hoe exotisch Titan ook mag klinken, in sommige opzichten is het een van de meest gastvrije werelden in het zonnestelsel. De stikstofatmosfeer van Titan is zo dicht dat een mens geen drukpak nodig heeft om op het oppervlak rond te lopen. Hij of zij zou echter een zuurstofmasker en bescherming tegen de kou nodig hebben – temperaturen aan het oppervlak van Titan zijn ongeveer min 290 graden Fahrenheit (min 179 graden Celsius).

De dichte atmosfeer van Titan, evenals de zwaartekracht die ongeveer gelijk is aan die van de maan van de aarde, betekent dat een regendruppel die door de hemel van Titan valt langzamer zou vallen dan op aarde. Terwijl de regen op aarde valt met ongeveer 20 mijl per uur (9,2 meter per seconde), hebben wetenschappers berekend dat regen op Titan valt met ongeveer 3,5 mijl per uur (1,6 meter per seconde), of ongeveer zes keer langzamer dan de regen op aarde. De regendruppels van Titan kunnen ook behoorlijk groot zijn. De maximale diameter van aardse regendruppels is ongeveer 0,25 inch (6,5 millimeter), terwijl regendruppels op Titan een diameter van 0,37 inch (9,5 millimeter) kunnen bereiken, of ongeveer 50 procent groter dan een aardse regendruppel.

Pop cultuur

Titan was beroemd in de film “Star Trek” uit 2009 – de USS Enterprise komt uit de warp in de atmosfeer van Titan om het Romulaanse schip te besluipen dat de aarde aanvalt. Titan verscheen ook in de film ‘Star Trek Nemesis’ en in een aflevering van ‘Star Trek: The Next Generation’. Verschillende andere tv-shows en films bevatten Titan, zoals de film ‘Gattaca’ en de shows ‘Futurama’ en ‘Eureka’, evenals de iconische anime-serie ‘Cowboy Bebop’. Tientallen videogames bevatten ook Titan, net als verschillende strips van onder andere Marvel en DC.

Titan is een decor of onderwerp geweest in tientallen korte verhalen en romans van sciencefictiongiganten, waaronder Arthur C. Clarke, Philip K. Dick en Isaac Asimov, evenals de legendarische ‘Star Trek’-actrice Nichelle Nichols. Zelfs literaire grootheden zoals Kurt Vonnegut hebben Titan in hun fictie opgenomen.

De grootste maan van Saturnus, Titan, is een ijzige wereld waarvan het oppervlak volledig wordt verduisterd door een gouden wazige atmosfeer. Titan is de op één na grootste maan in ons zonnestelsel. Alleen Jupiters maan Ganymedes is slechts 2 procent groter. Titan is groter dan de maan van de aarde en zelfs groter dan de planeet Mercurius.

Deze mammoetmaan is de enige maan in het zonnestelsel met een dichte atmosfeer, en het is de enige wereld naast de aarde met staande vloeistoflichamen, waaronder rivieren, meren en zeeën, op het oppervlak. Net als de aarde bestaat de atmosfeer van Titan voornamelijk uit stikstof, plus een kleine hoeveelheid methaan. Het is de enige andere plaats in het zonnestelsel waarvan bekend is dat er een aardachtige cyclus is van vloeistoffen die uit wolken regenen, over het oppervlak stromen, meren en zeeën vullen en weer verdampen in de lucht (vergelijkbaar met de watercyclus van de aarde). Er wordt ook gedacht dat Titan een ondergrondse oceaan van water heeft.

Grootte en afstand

Titan heeft een straal van ongeveer 1.600 mijl (2.575 kilometer) en is bijna 50 procent breder dan de maan van de aarde. Titan is ongeveer 759.000 mijl (1,2 miljoen kilometer) verwijderd van Saturnus, die zelf ongeveer 886 miljoen mijl (1,4 miljard kilometer) van de zon verwijderd is, of ongeveer 9,5 astronomische eenheden (AU). Eén AU is de afstand van de aarde tot de zon. Licht van de zon doet er ongeveer 80 minuten over om Titan te bereiken; vanwege de afstand is het zonlicht ongeveer 100 keer zwakker op Saturnus en Titan dan op aarde.

Een 3D-model van Titan, een maan van Saturnus. Credit: NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD)

Baan en rotatie

Titan heeft 15 dagen en 22 uur nodig om een ​​volledige baan om Saturnus te voltooien. Titan is ook getijde vergrendeld in synchrone rotatie met Saturnus, wat betekent dat, net als de maan van de aarde, Titan altijd hetzelfde gezicht naar de planeet laat zien terwijl deze om zijn baan draait. Saturnus heeft ongeveer 29 aardse jaren nodig om om de zon te draaien (een Saturnus jaar), en de rotatie-as van Saturnus is gekanteld zoals die van de aarde, wat resulteert in seizoenen. Maar het langere jaar van Saturnus produceert seizoenen die elk meer dan zeven aardse jaren duren. Aangezien Titan ongeveer langs het equatoriale vlak van Saturnus draait en de helling van Titan ten opzichte van de zon ongeveer hetzelfde is als die van Saturnus, volgen de seizoenen van Titan hetzelfde schema als die van Saturnus – seizoenen die meer dan zeven aardse jaren duren en een jaar dat 29 aardse jaren duurt .

Structuur

Illustratie die de interne structuur van Titan toont

De interne structuur van Titan is niet helemaal bekend, maar een model op basis van gegevens van de Cassini-Huygens-missie suggereert dat Titan vijf primaire lagen heeft. De binnenste laag is een kern van gesteente (in het bijzonder waterhoudend silicaatgesteente) met een diameter van ongeveer 2500 mijl (4.000 kilometer). Rondom de kern bevindt zich een schil van waterijs – een speciaal type ijs-VI dat alleen bij extreem hoge drukken wordt aangetroffen. Het hogedrukijs is omgeven door een laag zout, vloeibaar water, waarop zich een buitenste korst van waterijs bevindt. Dit oppervlak is bedekt met organische moleculen die zijn geregend of anderszins uit de atmosfeer zijn neergeslagen in de vorm van zand en vloeistoffen. Het oppervlak wordt omhuld door een dichte atmosfeer.

Vorming

Wetenschappers zijn niet zeker over de oorsprong van Titan. De atmosfeer geeft echter een aanwijzing. Verschillende instrumenten van de Cassini-Huygens-missie van NASA en ESA hebben de isotopen stikstof-14 en stikstof-15 in de atmosfeer van Titan gemeten. De instrumenten vonden dat de stikstofisotoopverhouding van Titan het meest lijkt op die gevonden in kometen uit de Oortwolk – een bol van honderden miljarden ijzige lichamen waarvan gedacht wordt dat ze om de zon draaien op een afstand tussen 5.000 en 100.000 astronomische eenheden van de zon (de aarde is ongeveer één astronomische eenheid van de zon – ongeveer 93 miljoen mijl of 150 miljoen kilometer). De atmosferische stikstofverhouding van Titan suggereert dat de bouwstenen van de maan vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel werden gevormd, in dezelfde koude schijf van gas en stof die de zon vormde (de protosolaire nevel genoemd),

Oppervlakte

Het oppervlak van Titan is een van de meest aardse plaatsen in het zonnestelsel, zij het bij enorm koudere temperaturen en met een andere chemie. Hier is het zo koud (-290 graden Fahrenheit of -179 graden Celsius) dat waterijs de rol van rots speelt. Titan kan ook vulkanische activiteit hebben, maar met vloeibaar water “lava” in plaats van gesmolten gesteente. Het oppervlak van Titan is gevormd door stromend methaan en ethaan, dat rivierkanalen kerft en grote meren vult met vloeibaar aardgas. Geen enkele andere wereld in het zonnestelsel, afgezien van de aarde, heeft dat soort vloeibare activiteit op het oppervlak.

Een 3D-model met het oppervlak van Titan, een maan van Saturnus. Credit: NASA Visualization Technology Applications and Development (VTAD)

Uitgestrekte gebieden met donkere duinen strekken zich uit over het landschap van Titan, voornamelijk rond de equatoriale gebieden. Het “zand” in deze duinen bestaat uit donkere koolwaterstofkorrels waarvan men denkt dat ze op koffiedik lijken. Qua uiterlijk lijken de hoge, lineaire duinen niet op die in de woestijn van Namibië in Afrika. Titan heeft weinig zichtbare inslagkraters, wat betekent dat het oppervlak relatief jong moet zijn en een combinatie van processen het bewijs van inslagen in de loop van de tijd uitwist. De aarde is ook in dat opzicht vergelijkbaar; kraters op onze planeet worden gewist door de meedogenloze krachten van stromende vloeistof (water, in het geval van de aarde), wind en het recyclen van de korst via platentektoniek. Deze krachten zijn ook aanwezig op Titan, in gewijzigde vorm. In het bijzonder,

Atmosfeer

Ons zonnestelsel herbergt meer dan 150 manen, maar Titan is uniek omdat het de enige maan is met een dikke atmosfeer. Aan het oppervlak van Titan is de atmosferische druk ongeveer 60 procent groter dan op aarde – ongeveer dezelfde druk die een persoon zou voelen zwemmen ongeveer 50 voet (15 meter) onder het oppervlak in de oceaan op aarde. Omdat Titan minder massief is dan de aarde, houdt zijn zwaartekracht zijn gasvormige omhulsel niet zo stevig vast, dus strekt de atmosfeer zich uit tot een hoogte die 10 keer hoger is dan die van de aarde – bijna 600 kilometer de ruimte in.

De atmosfeer van Titan bestaat voornamelijk uit stikstof (ongeveer 95 procent) en methaan (ongeveer 5 procent), met kleine hoeveelheden andere koolstofrijke verbindingen. Hoog in de atmosfeer van Titan worden methaan- en stikstofmoleculen uit elkaar gehaald door het ultraviolette licht van de zon en door hoogenergetische deeltjes die worden versneld in het magnetische veld van Saturnus. De stukjes van deze moleculen recombineren om een ​​verscheidenheid aan organische chemicaliën te vormen (stoffen die koolstof en waterstof bevatten), en bevatten vaak stikstof, zuurstof en andere elementen die belangrijk zijn voor het leven op aarde.

Sommige verbindingen die worden geproduceerd door die splitsing en recycling van methaan en stikstof creëren een soort smog – een dikke, oranjekleurige waas waardoor het oppervlak van de maan vanuit de ruimte moeilijk te zien is. (Ruimtevaartuigen en telescopen kunnen echter door de waas heen kijken bij bepaalde golflengten van licht buiten de golflengten die zichtbaar zijn voor het menselijk oog.) Sommige van de zware, koolstofrijke verbindingen bezinken op het oppervlak van de maan – deze koolwaterstoffen spelen de rol van “zand” in de uitgestrekte duinvelden van Titan. En methaan condenseert tot wolken die af en toe het oppervlak doordrenken met methaanstormen.

Het methaan in de atmosfeer van Titan is wat de complexe atmosferische chemie mogelijk maakt, maar waar al dat methaan vandaan komt, is een mysterie. Omdat zonlicht continu methaan in de atmosfeer van Titan afbreekt, moet een bron het aanvullen, anders zou het na verloop van tijd uitgeput raken. Onderzoekers vermoeden dat methaan door cryovulkanisme in de atmosfeer van Titan kan worden uitgebraakt – vulkanen die gekoeld water vrijgeven in plaats van gesmolten gesteentelava – maar ze weten niet zeker of dit of een ander proces verantwoordelijk is.

Potentieel voor het leven

De talrijke zwaartekrachtmetingen van Titan door het Cassini-ruimtevaartuig onthulden dat de maan een ondergrondse oceaan van vloeibaar water verbergt (waarschijnlijk vermengd met zouten en ammoniak). De Huygens-sonde van de European Space Agency mat ook radiosignalen tijdens zijn afdaling naar de oppervlakte, in 2005, die sterk suggereerde de aanwezigheid van een oceaan 35 tot 50 mijl (55 tot 80 kilometer) onder de ijzige grond. De ontdekking van een wereldwijde oceaan van vloeibaar water voegt Titan toe aan het handjevol werelden in ons zonnestelsel dat mogelijk bewoonbare omgevingen zou kunnen bevatten. Bovendien kunnen de rivieren, meren en zeeën van vloeibaar methaan en ethaan van Titan dienen als een bewoonbare omgeving op het oppervlak van de maan, hoewel elk leven daar waarschijnlijk heel anders zou zijn dan het leven op aarde. Dus,ken het (in de ondergrondse oceaan) en het leven zoals we het niet kennen (in de koolwaterstofvloeistof aan de oppervlakte). Hoewel er tot nu toe geen bewijs is van leven op Titan, zullen de complexe chemie en unieke omgevingen het zeker tot een bestemming maken voor verdere verkenning.


De flybys van Voyager en Pioneer in de jaren zeventig en tachtig leverden ruwe schetsen van de manen van Saturnus op. Maar tijdens zijn vele jaren in een baan om Saturnus ontdekte NASA’s Cassini-ruimtevaartuig voorheen onbekende manen, loste het mysteries op over bekende manen, bestudeerde hun interacties met de ringen en ontdekte nieuwe mysteries – waaronder de ontdekking op een oceaanmaan met potentiële ingrediënten voor leven – die zullen worden betrokken een hele nieuwe generatie ruimtewetenschappers.

Vreemde wereld
Deze verbluffende weergave in valse kleuren van Saturnusmaan Hyperion onthult scherpe details over het vreemde, tuimelende maanoppervlak. Afbeelding tegoed: NASA/JPL/Space Science Institute

Terwijl de grotere manen bolvormig zijn, hebben andere de vorm van een zoete aardappel (Prometheus), een gewone aardappel (Pandora), een gehaktbal (Janus) en zelfs een spons (Hyperion). Sommige hebben een knoestige, onregelmatige vorm en textuur als een vuile ijsbal (Epimetheus). Eén object dat in de ringen is waargenomen (en onofficieel Peggy wordt genoemd) kan een maan zijn die zich aan het vormen of uiteenvallen is, of het is misschien helemaal geen maan.

Vier ruimtevaartuigen hebben het Saturnus-stelsel bezocht, maar Cassini alleen draaide in feite om de geringde planeet. Door dit te doen, kreeg Cassini meer tijd – meer dan een decennium – om te blijven hangen en de exotische dierentuin van Saturnus met meer dan 60 manen te bekijken als geen ander ruimtevaartuig. Cassini keek, luisterde, snuffelde en proefde zelfs de manen van Saturnus, en wat het over hen leerde, is niets minder dan buitengewoon.

Bewoonbaarheid buiten de bewoonbaarheidszone

Jet Blue
Cassini-beeldvormingswetenschappers gebruikten dit soort beelden om hen te helpen de bronlocaties te identificeren voor individuele jets die ijsdeeltjes, waterdamp en sporen van organische verbindingen van het oppervlak van Saturnusmaan Enceladus spuiten. Afbeelding tegoed: NASA/JPL/Space Science Institute

De door mist gehulde Titan is de grootste maan van Saturnus en de op een na grootste van het zonnestelsel, en een uitzonderlijke plek. Titan is de enige bekende wereld buiten de aarde waar zich een vloeistof op het oppervlak verzamelt.

De aarde heeft oceanen met vloeibaar water omdat ze binnen de bewoonbare zone van het zonnestelsel draait, het bereik van de afstand tot onze zon dat niet zo heet is dat de oceanen wegkoken en ook niet zo koud dat ze bevroren zijn. Het Saturnus-systeem ligt ver buiten de bewoonbare zone en de oppervlaktetemperatuur van Titan is zo koud dat het oppervlak van de maan grotendeels uit waterijs bestaat in plaats van uit steen. Maar de temperatuur is precies goed voor vloeibaar methaan en ethaan.

Wetenschappers van Cassini ontdekten niet alleen dat er vloeibaar methaan en ethaan op Titan bestaan, maar dat ze uit de lucht regenen en vloeibare meren vullen, die zo breed zijn als enkele honderden mijlen (of kilometers) en zo diep als honderden voet (of meters).

Ondanks de afstand van Titan tot de zon, vond Cassini ook bewijs van een wereldwijde (of op zijn minst regionale) oceaan met vloeibaar water onder zijn ijskoude oppervlak, maar Titan is niet de enige Saturnusmaan die pronkt met een ondergrondse zee.

Oceaan Maan

Wetenschappers van Cassini waren verbaasd toen ze een pluim vonden die waterdamp, ijzige deeltjes en eenvoudige organische materialen de ruimte in sproeide vanuit het zuidpoolgebied van Enceladus. Wetenschappers hebben vastgesteld dat de jets de bron van materiaal zijn voor de E-ring van Saturnus. De jets spuwen uit grote spleten, of scheuren, bekend als “tijgerstrepen”, waarvan Cassini-wetenschappers ontdekten dat ze breder of smaller werden, afhankelijk van waar Enceladus zich in zijn baan rond Saturnus bevindt.

Waarnemingen van de zwaartekracht en de inhoud van de pluim suggereerden dat Enceladus vrijwel zeker een ondergrondse oceaan van vloeibaar water bevat nabij het zuidelijke poolgebied. Nu wijzen steeds meer Cassini-gegevens erop dat Enceladus de thuisbasis is van een wereldwijde (niet alleen regionale) oceaan, en de jets in de buurt van het zuidelijke poolgebied worden aangedreven door hotspots, waar warmte uit de binnenste oceaan ontsnapt.

Op aarde kunnen hydrothermale ventilatieopeningen op de oceaanbodem habitats produceren waar organismen kunnen gedijen, volledig afgesloten van zonlicht. Veel wetenschappers vermoeden dat het leven op aarde rond deze onderzeese omgevingen zou kunnen zijn begonnen. Het bewijs begint zich op te stapelen dat Enceladus mogelijk ook hydrothermale ventilatieopeningen heeft.

Maar ventilatieopeningen of geen ventilatieopeningen, de Cassini-missie toonde aan dat Enceladus alle componenten lijkt te hebben die nodig zijn voor het leven. De voedselcomponent is methaan, dat in verrassende hoeveelheden in de pluim is waargenomen, zei Bonnie Buratti, een senior onderzoekswetenschapper bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA. “Water, voedsel en warmte – alles is er voor het leven zoals we het kennen”, zei ze. “Het is er allemaal.”

Zelfs als Enceladus niet de thuisbasis is van zelfs eenvoudige organismen, is de aanwezigheid van de noodzakelijke voorwaarden op zichzelf een opmerkelijke bevinding.

Maan Mysteries Beheerd

Enceladus en Titan krijgen veel aandacht, maar de Cassini-missie leverde ook talloze inzichten op over tientallen andere manen van Saturnus.

De andere kant van Iapetus
Cassini legt de eerste glimp met hoge resolutie vast van het heldere, achterblijvende halfrond van Saturnusmaan Iapetus. Afbeelding tegoed: NASA/JPL/Space Science Institute

De maan Mimas, waarvan de Herschel-krater het doet lijken op de Death Star uit “Star Wars”, werd beschouwd als een oude, dode wereld, volgens Cassini-projectwetenschapper Linda Spilker. Maar wetenschappers van Cassini hebben bewijs gevonden dat het ook een ondergrondse oceaan kan hebben, of op zijn minst een voetbalvormige waterijskern. ‘Het is nieuwsgierig. Mimas en Enceladus zijn even groot,’ zei Spilker, maar Enceladus heeft waterstralen terwijl Mimas dat niet lijkt te hebben. De reden voor hun verschillen is niet bekend.

Cassini vond ook dunne atmosferen rond de manen Dione en Rhea – maar we hebben het over dun, ongeveer 5 biljoen keer minder dicht dan aan het aardoppervlak.

Hyperion kan niet bogen op enige vorm van atmosfeer, maar de tuimelende, sponsachtige maan bouwt wel een statische lading op, wat wetenschappers beseften toen Cassini door een bundel elektronen ging die van het oppervlak van de maan omhoog kwam. Hyperion is het enige object in het zonnestelsel behalve de maan van de aarde waarvan is bevestigd dat het een geladen oppervlak heeft.

Cassini loste ook de eeuwenoude puzzel op waarom de maan Iapetus één sneeuwwit halfrond heeft, terwijl het andere halfrond bijna net zo donker is als houtskool. Iapetus is getijde-locked, dus het toont altijd dezelfde kant naar Saturnus, en de ene kant wijst altijd in de richting waarin het draait. Het blijkt dat donker materiaal op de voorkant van Iapetus valt.

“Het komt eigenlijk van [de buitenste maan] Phoebe’s ring – het is Phoebe-stof,” zei Spilker. De maan Phoebe creëert een van de ringen van Saturnus en Iapetus vliegt door het puin. “Als je vooruit gaat, krijg je alle bug-splats,” zei Spilker. Tegelijkertijd migreert ijs naar de polen, niet door te schuiven maar door een soort van hoppen, molecuul per keer.

Op de maan Tethys observeerde Cassini mysterieuze rode bogen, hoewel ze niet gemakkelijk te zien waren. “We zagen ze niet eens totdat een Cassini-wetenschapper in het nabij-infrarood begon te kijken,” zei Spilker. In het infrarood zijn de rode bogen duidelijk, alsof iemand een gigantisch rood krijt over het oppervlak van een golfbal sleept. De bogen lijken geen verband te houden met fysieke kenmerken van het oppervlak van de maan, zoals valleien of breuken. “Ze gaan bergen op en neer in kraters”, zei Spilker. “Maar er zijn geen duidelijke breuken.”

Als de rode bogen afkomstig zijn van breuken, zijn ze te klein om te zien met de resolutie die Cassini’s instrumenten hebben geleverd. De bogen zijn ook ongelijk verdeeld over het oppervlak van de maan. ‘Het is alleen het noorden,’ zei Spilker. ‘Waarom zijn ze niet in het zuiden? Het is gewoon een soort mysterie van een late missie.”

Terwijl wetenschappers Cassini’s gegevens blijven analyseren, zullen ze waarschijnlijk meer mysteries over de menagerie van manen van Saturnus oplossen, en ze zullen vrijwel zeker meer mysteries vinden die moeten worden opgelost.

Korte feiten

Ontdekt
25 maart 1655

Typ
IJzige maan

Diameter
3,200 miles (5,149.4 kilometers)

Omlooptijd
Bijna 16 aardse dagen

Duur van de dag
Bijna 16 aardse dagen

Massa
1,8 keer de maan van de aarde

Scroll naar top
%d bloggers liken dit: