Co ukryły archiwalne dane z misji Cassini?
Klucz do nowego spojrzenia na Tytana tkwił w danych, które od lat spoczywały w archiwach. Naukowcy z JPL przeprowadzili zaawansowaną analizę pomiarów radiometrycznych, skupiając się na parametrze zwanym urojoną częścią liczby Love’a. Mierzy on, jak bardzo ciało niebieskie rozprasza energię sił pływowych. Uzyskana wartość, wynosząca 0,135 ± 0,035, okazała się kilkukrotnie wyższa od tej, jaką przewidywał model z globalnym oceanem. To rozstrzygający dowód przeciwko jego istnieniu. Julie Castillo-Rogez z Jet Propulsion Laboratory komentuje znaczenie takich odkryć:
Te badania pokazują moc archiwalnych danych planetarnych. Warto pamiętać, że dane zebrane przez te niesamowite sondy żyją dalej, więc odkrycia można dokonywać latami, a nawet dziesięcioleciami później, w miarę jak techniki analizy stają się coraz bardziej wyrafinowane. To dar, który ciągle daje.
Wcześniejsze prace, jak te z 2008 roku, jedynie sugerowały możliwość występowania wody w stanie ciekłym. Obecna analiza jest o wiele bardziej precyzyjna, pozwalając oszacować, iż we wnętrzu Tytana rozpraszane jest około 3-4 terawatów energii. Źródłem tego zjawiska jest najprawdopodobniej warstwa lodu wysokociśnieniowego znajdująca się blisko punktu topnienia, a nie ruch płynu w oceanie.
Lodowa breja z kieszeniami płynnej wody
Nowy model wnętrza księżyca rysuje obraz odmienny od wszystkich dotychczasowych koncepcji. Miejsce globalnego oceanu zajmuje potężna hydrosfera, której większość stanowi gęsta mieszanina lodu i wody, przypominająca gigantyczną breję lodową. Jej objętość szacuje się na około 40 milionów kilometrów sześciennych. W tej lodowej masie, dzięki ciepłu z jądra i procesom konwekcyjnym, mogą jednak powstawać izolowane kieszenie w pełni płynnej wody.
Choć Tytan może nie posiadać globalnego oceanu, nie wyklucza to jego potencjału do podtrzymywania podstawowych form życia, zakładając, że życie mogłoby powstać na Tytanie. Właściwie myślę, że czyni to Tytana bardziej interesującym. Nasza analiza pokazuje, że powinny istnieć kieszenie płynnej wody, być może o temperaturze nawet 20 stopni Celsjusza, transportujące składniki odżywcze ze skalistego jądra księżyca przez warstwy brei lodu wysokociśnieniowego do stałej lodowej skorupy na powierzchni. – dodaje Flavio Petricc z Jet Propulsion Laboratory
Nawet jeśli tylko znikomy ułamek tej ogromnej hydrosfery – powiedzmy 0,01% – występowałby w stanie płynnym, odpowiadałoby to objętości Morza Śródziemnego. To wciąż ogromne środowisko, choć rozproszone. Odkrycie ma też szersze konsekwencje dla dynamiki całego układu Saturna. Wysokie rozpraszanie energii pływowej sugeruje, że obecna, lekko eliptyczna orbita Tytana jest geologicznie młoda i szybko się „wygładza”. Sam Saturn musi mieć zarazem niższą lepkość wewnętrzną, niż sądzono.
Perspektywy dla poszukiwania życia i przyszłych misji
Brak jednolitego oceanu wcale nie przekreśla astrobiologicznych nadziei związanych z Tytanem. Wręcz przeciwnie, rozproszone kieszenie ciepłej wody mogą tworzyć unikalne, izolowane nisze. Mogą one działać jak naturalne bioreaktory, w których spotykają się organiczne związki węglowe z powierzchni (znane z jezior metanu i etanu) oraz minerały i sole transportowane z głębi księżyca. Takie środowiska przypominają nieco ekstremalne ekosystemy ukryte pod lodami polarnymi na Ziemi. Mechanizm transportu materiału działa tu w obie strony. Konwekcja w brei lodowej może wynosić składniki odżywcze ku górze, podczas gdy uderzenia kosmiczne mogły w przeszłości wpychać złożone związki organiczne z powierzchni w głąb.
Ciekawe jest porównanie z Ganimedesem, księżycem Jowisza o zbliżonych rozmiarach, który prawdopodobnie posiada podpowierzchniowy ocean. Różnica może tkwić w efektywności procesów konwekcyjnych w lodowej skorupie Tytana, które skutecznie odprowadzają ciepło, zapobiegając tworzeniu się rozległej warstwy ciekłej. Ostatecznej weryfikacji nowego modelu może dokonać dopiero misja NASA Dragonfly. Ten dron, którego start planuje się na koniec obecnej dekady, będzie badał Tytana z powietrza. Jego instrumenty, w tym sejsmometr, mają dostarczyć bezpośrednich danych o strukturze wnętrza księżyca.